Cette découverte a été suivie d’une analyse technico-économique, pour s’assurer de l’intérêt du procédé et de sa capacité à passer à l’échelle d’un point de vue industriel. Là aussi, les résultats sont plutôt encourageants, puisque les chercheurs coréens de l’université nationale des sciences et technologies de Séoul ont mis en avant des gains environnementaux et économiques, et notamment une baisse des coûts liés à la mise en œuvre chimique du recyclage des plastiques, liée à l’utilisation de l’eau.
Cette réaction chimique potentiellement disruptive concerne les matières plastiques appelées polyoléfines, qui représentent à l’heure actuelle 55% des déchets plastiques au niveau mondial.
Au niveau chimique, c’est lors de l’opération de dépolymérisation des polyoléfines que l’ajout d’eau améliore considérablement le rendement de la réaction. L’eau est combinée à des catalyseurs à base de ruthénium pour mener à bien ce procédé, qui permet pour le moment, via le couple Ruthénium/Zéolite-Y, de convertir 96,9% des polyoléfines.
Mais les convertir en quoi ? Et bien c’est tout l’intérêt du procédé de recyclage catalytique ici à l’œuvre. Ce dernier transforme les plastiques en produits chimiques d’intérêt, mais aussi en combustibles, comme l’essence ou le diésel. Le recyclage catalytique présente ainsi un intérêt économique, grâce à l’obtention de produits différents du produit initial, qui ont une valeur ajoutée plus grande que lors d’un recyclage classique, où l’on obtient le même produit au final, la plupart du temps pour des coûts qui plombent la rentabilité de l’opération.
L’hydrogénolyse et l’hydrofracking, les procédés de décomposition des plastiques qui permettent ces réactions catalytiques, se révèlent plus efficients lorsque les catalyseurs utilisés possèdent au sein de leur structure moléculaire des sites métalliques et acides, ce qui est le cas avec le ruthénium.
La suite ? L’équipe coréenne a l’origine de ces travaux veut faire évoluer cette solution de recyclage pour être en mesure de la mettre en œuvre dans un environnement où les déchets plastiques sont mélangés. En effet, le tri des plastiques – qui n’est pas toujours possible – est actuellement un facteur déterminant expliquant le faible recyclage actuel des matières plastiques au niveau mondial, qui plafonne aujourd’hui aux alentours de 10%, alors que sont mis en évidence depuis quelques années les effets ravageurs des microplastiques sur la santé humaine.
Les polyoléfines, fabriqués à partir d’oléfines, sont une famille de polymères dans lesquels on retrouve par exemple le polyéthylène et le propylène. Avec de nombreuses propriétés, en termes de résistance chimique, mécanique, et de compatibilité avec les produits destinés à l’alimentation.
On utilise les polyoléfines dans de nombreux secteurs industriels tels que l’industrie chimique ou agroalimentaire. Ce matériau est aussi très utilisé en médecine. Au-delà de ses propriétés thermiques et mécaniques, c’est sa grande inertie chimique qui permet aux polyoléfines de se trouver au cœur de nombreuses applications industrielles. Que ce soit au contact de substances acides, basiques ou alcalines, les polyoléfines – utilisés sous forme de plaques – ne réagissent pas.
Dernier atout, les polyoléfines sont faciles à usiner, car c’est un matériau solide qui peut être facilement transformé : il supporte très bien le découpage et le perçage, et peut aussi être assemblé par soudage.
La réaction chimique développée par cette équipe coréenne est donc de toute première importance, les polyoléfines étant partout dans l’industrie, et un marché de 368, 25 milliards de dollars en 2024 et estimé à 425,96 milliards de dollars d’ici à 2029.
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