De nouvelles technologies de recyclage actuellement testées pourraient permettre aux plastiques tels que les emballages alimentaires à usage unique, les pièces automobiles et les mousses de matelas renforcées de fibres – des polymères qui finissent souvent dans les décharges ou sont incinérés – pour avoir plus qu'une seconde vie :elles peuvent redevenir comme neuves.

Les déchets plastiques sont une préoccupation environnementale croissante. Environ 60 millions de tonnes de plastiques sont produites en Europe chaque année alors que seulement 30 % de celui-ci est recyclé. De tous les déchets plastiques jamais générés, 79 % ont fini en décharge ou comme détritus dans le milieu naturel.

Mais alors que l'Europe passe à une économie plus circulaire dans laquelle les matériaux sont réutilisés en fin de vie plutôt que jetés, l'amélioration du recyclage du plastique jouera un rôle important.

Les récentes mesures mises en place par la Commission européenne devraient contribuer à rendre le plastique plus durable. Une stratégie plastique adoptée en 2018 vise à s'attaquer au problème en transformant la façon dont les produits en plastique sont conçus, utilisé et recyclé. L'un des objectifs clés est de recycler 55 % des emballages en plastique d'ici 2030. Les emballages ont une empreinte environnementale élevée :environ 40 % du plastique produit est utilisé pour les emballages, qui est généralement jeté après utilisation.

Les emballages sont souvent constitués de différents types de plastique, ce qui rend leur recyclage difficile. Aliments frais comme la viande et le fromage, par exemple, est souvent protégé par de nombreuses couches telles que des couvercles, films et barquettes qui ne sont pas fabriqués à partir du même type de plastique. Différents plastiques doivent être séparés avant le traitement car ils ne se mélangent pas bien lors du recyclage conventionnel. Mais cela peut être long et coûteux. Cela signifie que ces articles ne sont souvent pas recyclés ou peuvent être considérés comme impossibles à recycler.

"Normalement, ils sont enfouis ou dans le meilleur des cas, incinéré avec récupération d'énergie, " a déclaré le Dr Elodie Bugnicourt, chef d'unité innovation chez IRIS Technology Solutions, une société d'ingénierie à Barcelone, Espagne.

Les composites renforcés de fibres subissent souvent un sort similaire. Ces matériaux à base de plastique, renforcé de fibres de verre ou de carbone, sont utilisés dans diverses pièces automobiles intérieures et extérieures, des pare-chocs aux panneaux de porte recouverts de textile. Étant donné que les différents matériaux sont difficiles à séparer, ils sont généralement incinérés en fin de vie.

Seconde vie

Les nouvelles technologies de recyclage pourraient aider, bien que. Dans le cadre d'un projet appelé MultiCycle, Le Dr Bugnicourt et ses partenaires du projet visent à étendre un processus breveté appelé CreaSolv développé par l'Institut Fraunhofer de Munich, L'Allemagne qui peut redonner une seconde vie aux emballages multicouches et aux composites renforcés de fibres.

En utilisant une formule à base de solvant, différents types de plastique et de fibres sont extraits et séparés en les dissolvant dans une solution. Ensuite, les polymères - de longues chaînes de molécules qui composent un plastique - sont récupérés de la solution sous forme solide et remodelés en pastilles de plastique. Les fibres récupérées peuvent également être réutilisées.

Jusque là, le processus montre des avantages prometteurs par rapport aux méthodes existantes. Avec le recyclage mécanique classique, le plastique se dégrade généralement lorsqu'il est traité, il a donc une utilisation limitée. Et bien que le recyclage chimique, une technologie émergente qui retransforme le plastique en petites molécules, ou des monomères, peut créer du plastique de haute qualité, cela peut être énergivore. Avec CreaSolv, le plastique recyclé est de haute qualité et le processus est plus efficace. "On récupère un polymère à la place d'un monomère ce qui est un avantage car on n'a pas besoin d'utiliser d'énergie pour polymériser à nouveau le matériau, " dit le docteur Bugnicourt.

Jusque là, l'équipe a mené des essais à petite échelle avec des emballages multicouches et des composites pour tester le processus. À la fois, ils ont conçu une usine pilote à grande échelle en Bavière où les essais devraient commencer en juillet. L'enjeu principal sera de traiter à grande échelle des déchets constitués de mélanges complexes de plastiques, dit le Dr Bugnicourt.

Les membres de l'équipe ont également développé un système pour surveiller la composition des déchets plastiques. Ils veulent pouvoir identifier automatiquement les types de plastique et de fibres dans un produit afin que le processus puisse être optimisé en fonction des lots de matériaux à recycler.

Le Dr Bugnicourt pense que le système pourrait être installé dans les usines de recyclage existantes pour élargir les types de plastiques recyclés. Des installations spécialisées pourraient également être mises en place pour traiter les déchets industriels. "Certains fabricants d'emballages qui ont beaucoup de déchets post-industriels d'un type donné pourraient investir dans leurs propres usines de recyclage, " elle a dit.

Spécialisé

L'amélioration des processus de recyclage existants pourrait également réduire l'impact environnemental des types de déchets plastiques plus difficiles à réutiliser. Si certains plastiques d'usage courant sont largement recyclés, comme le PET qui est utilisé pour fabriquer des bouteilles de boisson, les plastiques à usages plus spécialisés ne le sont souvent pas. Les barrières technologiques en sont souvent responsables.

« Les technologies peuvent ne pas être matures ou elles ont le problème de ne pas être rentables en raison du manque de développement, " a déclaré le Dr Tatiana Garcia Armingol, directeur du groupe énergie et environnement du centre de recherche énergétique CIRCE à Saragosse, Espagne.

Le Dr Garcia Armingol et ses collègues démontrent des moyens d'augmenter le taux de récupération de certains plastiques difficiles à recycler dans le cadre du projet POLYNSPIRE. Ils se concentrent sur les polyamides - des plastiques utilisés dans les pièces automobiles telles que les engrenages et les airbags - et les polyuréthanes - les mousses flexibles utilisées dans des produits comme les matelas et les tapis.

L'équipe pense que le recyclage conventionnel peut être amélioré pour améliorer la qualité du plastique recyclé. Pour faire ça, ils étudient deux technologies :l'ajout de vitrimères, un type de plastique relativement nouveau, à la fois résistant et malléable, et l'incorporation d'une irradiation à haute énergie. "Les deux technologies ont pour objectif principal d'augmenter la résistance des matériaux recyclés et d'améliorer leurs propriétés afin qu'ils puissent être utilisés dans des applications à haute exigence, " a déclaré le Dr Garcia Armingol.

D'autres innovations qu'ils explorent pourraient améliorer le recyclage chimique. La technologie a un énorme potentiel pour atteindre une économie circulaire puisqu'elle permet au plastique d'être recyclé en continu tout en maintenant sa qualité. Cependant, son empreinte environnementale pourrait être réduite. L'utilisation de micro-ondes ou de matériaux magnétiques intelligents, par exemple, pourrait réduire la quantité d'énergie nécessaire pour générer de la chaleur pour la polymérisation, où les monomères produits à partir du processus de recyclage sont réunis pour former les longues chaînes de molécules qui composent le plastique.

"Le recyclage chimique (conventionnel) peut avoir un impact environnemental élevé, " a déclaré le Dr Garcia Armingol. " L'un de nos principaux objectifs est de démontrer qu'il peut être rentable et respectueux de l'environnement. "

Semi-industriel

Jusque là, l'équipe a testé les technologies proposées en laboratoire. Maintenant, ils se préparent pour la phase d'ingénierie du projet où ils montreront qu'ils sont réalisables à l'échelle semi-industrielle. Ils travaillent actuellement sur les étapes de prétraitement et de purification du recyclage.

La prochaine étape du projet sera de montrer que le plastique produit avec ces technologies est d'assez bonne qualité pour remplacer la matière vierge. Le Dr Garcia Armingol et ses collègues se concentreront sur quelques applications telles que les pièces automobiles, où il y a des exigences de qualité strictes, et matelas.

Travailler en étroite collaboration avec des partenaires industriels du secteur automobile et des entreprises de produits chimiques et de gestion des déchets sera également essentiel pour l'adoption de leurs technologies. « C'est très pertinent pour nous d'avoir un retour d'expérience du secteur industriel sur leurs besoins et attentes, " a déclaré le Dr Garcia Armingol. "Nous voulons démontrer qu'il est possible d'avoir une économie circulaire dans le secteur du plastique."