Si vous pensiez que ces sacs d'épicerie en plastique jetables fragiles représentaient la majeure partie de notre problème de déchets plastiques, détrompez-vous. Le volume de plastique que le monde jette chaque année pourrait reconstruire la Grande Muraille de Chine de la dynastie Ming - environ 3, 700 milles de long.

Au cours des six décennies où le plastique a été fabriqué à des fins commerciales, plus de 8,3 milliards de tonnes ont été produites. Les plastiques sont légers, polyvalent, bon marché et presque indestructibles (tant qu'ils ne chauffent pas trop). Ces propriétés les rendent incroyablement utiles dans une vaste gamme d'applications qui comprend l'emballage alimentaire stérile, transport économe en énergie, textiles et équipements de protection médicale. Mais leur nature indestructible a un prix. La plupart d'entre eux se décomposent extrêmement lentement dans l'environnement - de l'ordre de plusieurs centaines d'années - où ils créent une épidémie mondiale de déchets plastiques. Ses conséquences sur la santé humaine et écosystémique sont encore mal connues, mais sont potentiellement importants.

Je suis un chimiste expérimenté dans la conception de procédés de fabrication de plastiques, et je me suis intéressé à l'utilisation du plastique comme grand, ressource inexploitée pour l'énergie et les matériaux. Je me demandais si nous pouvions transformer les déchets plastiques en quelque chose de plus précieux pour les garder hors des décharges et de l'environnement naturel.

Une nouvelle façon d'utiliser les déchets plastiques

Les plastiques sont fabriqués en enchaînant ensemble un grand nombre de petits, molécules à base de carbone dans une variété presque infinie de façons de créer des chaînes polymères.

Pour réutiliser ces polymères, les installations de recyclage pourraient, en principe, les fondre et les remodeler, mais les propriétés des plastiques ont tendance à se détériorer. Les matériaux résultants ne sont presque jamais adaptés à leur utilisation d'origine, bien qu'ils puissent être utilisés pour fabriquer des objets de moindre valeur comme du bois de construction en plastique. Il en résulte un taux effectif de recyclage très faible.

Une nouvelle approche consiste à décomposer à nouveau les longues chaînes en petites molécules. Le défi est de savoir comment le faire d'une manière précise.

Étant donné que le processus de fabrication des chaînes en premier lieu libère beaucoup d'énergie, l'inverser nécessite d'ajouter une grande quantité d'énergie. En général, cela signifie chauffer le matériau à une température élevée, mais chauffer le plastique fait que le matériau se transforme en un sale désordre. Cela gaspille aussi beaucoup d'énergie, ce qui signifie plus d'émissions de gaz à effet de serre.

Mon équipe à l'UC Santa Barbara, travailler avec des collègues de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign et Cornell, découvert un moyen propre de transformer le polyéthylène en molécules plus petites utiles.

Le polyéthylène est l'un des types de plastique les plus utiles et les plus utilisés au monde. C'est aussi l'un des plus gros contributeurs aux déchets plastiques. Il représente un tiers des près de 400 millions de tonnes de plastique que le monde fabrique chaque année, à des fins allant des emballages alimentaires et médicaux stériles, films et revêtements imperméables, isolation des câbles et des fils, matériaux de construction et conduites d'eau, aux prothèses de hanche et de genou résistantes à l'usure et même aux gilets pare-balles.

Comment fonctionne le nouveau processus

Le procédé que nous avons développé ne nécessite pas de températures élevées, mais dépend plutôt de petites quantités d'un catalyseur contenant un métal qui élimine un peu d'hydrogène de la chaîne polymère. Le catalyseur utilise ensuite cet hydrogène pour couper les liaisons qui maintiennent la chaîne carbonée ensemble, faire des morceaux plus petits.

La clé est d'utiliser l'hydrogène dès qu'il se forme afin que la coupure de chaîne fournisse l'énergie nécessaire pour produire plus d'hydrogène. Ce processus est répété plusieurs fois pour chaque chaîne, transformer le polymère solide en un liquide.

Le hachage ralentit naturellement lorsque les molécules atteignent une certaine taille, il est donc facile d'empêcher les molécules de devenir trop petites. Nous sommes en mesure de récupérer le précieux liquide avant qu'il ne se transforme en gaz moins utiles.

Une majorité des molécules dans le liquide récupéré sont des alkylbenzènes, qui sont utiles comme solvants et peuvent facilement être transformés en détergents. Le marché mondial de ce type de molécule est d'environ 9 milliards de dollars US par an.

Transformer les déchets plastiques en molécules précieuses est appelé upcycling. Bien que notre étude ait représenté une démonstration à petite échelle, une analyse économique préliminaire suggère qu'il pourrait facilement être adapté pour devenir un processus à plus grande échelle dans les prochaines années. Garder le plastique hors de l'environnement en le réutilisant d'une manière qui a un bon sens économique est une solution gagnant-gagnant.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.