Un groupe de recherche de l'Université de technologie Chalmers, Suède, a développé un procédé efficace pour décomposer tout déchet plastique au niveau moléculaire. Les gaz résultants peuvent ensuite être retransformés en de nouveaux plastiques, de la même qualité que l'original. Le nouveau procédé pourrait transformer les usines de plastique d'aujourd'hui en raffineries de recyclage, dans le cadre de leur infrastructure existante.

Le fait que les plastiques ne se décomposent pas, et donc s'accumuler dans nos écosystèmes, est l'un de nos problèmes environnementaux majeurs. Mais à Chalmers, un groupe de recherche dirigé par Henrik Thunman, Professeur de technologie énergétique, considère la résilience du plastique comme un atout. Le fait qu'il ne se dégrade pas permet un usage circulaire, créer une vraie valeur pour le plastique usagé, et donc une impulsion économique pour la collecter.

« Il ne faut pas oublier que le plastique est un matériau fantastique, il nous donne des produits dont on ne pourrait que rêver autrement. Le problème, c'est qu'il est fabriqué à si bas prix, qu'il a été moins cher de produire de nouveaux plastiques à partir de pétrole et de gaz fossiles que de réutiliser les déchets plastiques, " dit Henrik Thunman.

Maintenant, en expérimentant la récupération chimique par vapocraquage du plastique, les chercheurs ont mis au point un procédé efficace pour transformer les plastiques usagés en plastiques de qualité vierge.

"En trouvant la bonne température - qui est d'environ 850 degrés Celsius - et le bon taux de chauffage et le bon temps de séjour, nous avons pu démontrer la méthode proposée à une échelle où nous transformons 200 kg de déchets plastiques par heure en un mélange gazeux utile. Qui peut ensuite être recyclé au niveau moléculaire pour devenir de nouvelles matières plastiques de qualité vierge, " dit Henrik Thunman.

Les expériences ont été menées à l'installation Chalmers Power Central à Göteborg.

En 2015, environ 350 millions de tonnes de déchets plastiques ont été générés dans le monde. Au total, 14 pour cent ont été collectés pour la récupération de matériaux, 8 pour cent ont été recyclés en plastique de moindre qualité, et 2 pour cent aux plastiques de qualité similaire à l'original. Environ 4 pour cent ont été perdus dans le processus.

Globalement, environ 40 % des déchets plastiques mondiaux en 2015 ont été traités après collecte, principalement par incinération pour la récupération d'énergie ou la réduction de volume, libérant du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Le reste, environ 60 %, a été mis en décharge. Environ 1 % seulement n'a pas été collecté et s'est répandu dans les environnements naturels. Bien que seulement un petit pourcentage, cela représente néanmoins un problème environnemental important, étant donné que la quantité de déchets plastiques est si élevée dans l'ensemble, et puisque la dégradation naturelle du plastique est si lente, il s'accumule avec le temps.

Le modèle actuel de recyclage du plastique tend à suivre ce que l'on appelle la « hiérarchie des déchets ». Cela signifie que le plastique est dégradé à plusieurs reprises, à une qualité de plus en plus basse avant d'être finalement brûlé pour la récupération d'énergie.

"Au lieu de cela, nous nous sommes concentrés sur la capture des atomes de carbone du plastique collecté et sur leur utilisation pour créer un nouveau plastique de qualité originale, c'est-à-dire retour au sommet de la hiérarchie des déchets, créant une véritable circularité."

Aujourd'hui, de tout nouveaux plastiques sont fabriqués en brisant des fractions de pétrole et de gaz fossiles dans un appareil appelé «craqueur» dans les usines pétrochimiques. A l'intérieur du cracker, des blocs de construction constitués de molécules simples sont créés. Ceux-ci peuvent ensuite être combinés dans de nombreuses configurations différentes, résultant de l'énorme variété de plastiques que nous voyons dans notre société.

Pour faire de même à partir des plastiques collectés, de nouveaux processus doivent être développés. Ce que les chercheurs de Chalmers présentent maintenant, ce sont les aspects techniques de la façon dont un tel procédé pourrait être conçu et intégré dans les usines pétrochimiques existantes, d'une manière rentable. Finalement, ce type de développement pourrait permettre une transformation extrêmement importante des usines pétrochimiques d'aujourd'hui en raffineries de recyclage du futur.

Les chercheurs poursuivent leurs travaux sur le processus.

« Nous sortons maintenant des essais initiaux, qui visait à démontrer la faisabilité du procédé, à se concentrer sur le développement d'une compréhension plus détaillée. Cette connaissance est nécessaire pour étendre le processus à partir de quelques tonnes de plastique par jour, à des centaines de tonnes. C'est alors que cela devient commercialement intéressant, " dit Henrik Thunman.

En savoir plus sur la méthode des chercheurs Chalmers et son potentiel

Le procédé est applicable à tous les types de plastiques issus de notre système de déchets, y compris ceux qui ont historiquement été stockés dans des décharges ou en mer.

Ce qui rend désormais possible l'utilisation de plastiques collectés et triés dans les usines pétrochimiques à grande échelle, c'est qu'un volume suffisant de matière est collecté, ce qui signifie que les usines peuvent théoriquement maintenir le même rendement. Ces usines ont besoin d'environ 1 à 2 millions de tonnes de déchets plastiques triés par an pour être converties afin de correspondre aux niveaux de production qu'elles tirent actuellement du pétrole et du gaz fossile.

La quantité totale de déchets plastiques en Suède en 2017 était d'environ 1,6 million de tonnes. Environ 8 % seulement de cette quantité ont été recyclés en plastiques de qualité inférieure.

Les chercheurs de Chalmers voient donc une opportunité de créer un usage circulaire du plastique dans la société, ainsi que nous libérer du besoin de pétrole et de gaz fossile pour produire divers plastiques de haute qualité.

"L'utilisation circulaire contribuerait à donner une vraie valeur aux plastiques usagés, et donc une impulsion économique pour la récolter n'importe où sur terre. À son tour, cela aiderait à minimiser la libération de plastique dans la nature, et créer un marché pour la collecte des plastiques qui ont déjà pollué l'environnement naturel, dit Henrik Thunman.

Matériaux biosourcés en fin de vie comme le papier, le bois et les vêtements pourraient également être utilisés comme matière première dans le processus chimique. Cela permettrait de réduire progressivement la proportion de matières fossiles dans le plastique. Nous pourrions également créer des émissions négatives nettes, si le dioxyde de carbone est également capturé dans le processus. La vision est de créer un environnement durable, système circulaire pour les matériaux à base de carbone.