Transformer les déchets de polyéthylène en molécules à forte valeur ajoutée

Un tiers des plastiques produits dans le monde contient du polyéthylène. Mais parce qu’ils sont plus faciles et moins chers à produire qu’à recycler, les plastiques finissent en majorité leur vie dans la nature, qui met des siècles à les décomposer. La valorisation « matière » doit donc devenir économiquement viable, si nous voulons sortir de ce modèle privilégiant le plastique jetable.

La résistance chimique des plastiques : un frein au recyclage

Si les matières plastiques ont autant de succès, c’est en partie grâce à leur caractère chimiquement inerte. En effet, parce qu’elles ne se corrodent pas, cela fait bien longtemps que les conduites d’eau en PVC et polyéthylène sont utilisées à la place des métaux. Idem pour les bouteilles plastiques qui permettent de stocker des produits chimiques hautement corrosifs.

Paradoxalement, cette inertie chimique est aussi un problème, car elle empêche toute décomposition naturelle dans des délais acceptables : il faut ainsi des centaines d’années à la nature pour décomposer un banal sac plastique.

Pour ces mêmes raisons, le recyclage chimique artificiel s’avère complexe et énergivore. Sur le papier, c’est donc une alternative intéressante au recyclage mécanique, mais le coût énergétique dépensé pour revenir au monomère est souvent trop élevé, ce qui est problématique aussi bien du point de vue économique qu’environnemental.

Une méthode innovante

Produire des molécules à haute valeur ajoutée par recyclage chimique sans revenir au monomère est néanmoins possible. Les travaux présentés en détail dans la revue Science démontrent comment l’équipe de chercheurs de l’Université de Californie, Santa Barbara, a réussi la synthèse de molécules alkylaromatiques (des composés rencontrés fréquemment dans les peintures, lubrifiants, solvants, détergents et produits pharmaceutiques) à partir de déchets de polyéthylène.

Cette méthode, qui a l’avantage de ne pas employer de solvants ou d’hydrogène, mais uniquement un catalyseur à base de platine et d’alumine (Pt/Al2O3), permet à la fois de briser les chaînes carbone-carbone et de réarranger la structure moléculaire du polymère pour former des molécules aromatiques.

Fan Zhang, premier auteur de cette publication et post-doctorant précise dans un communiqué de presse : « Les molécules aromatiques sont réputées pour être difficiles à synthétiser […]. Ici, pendant la formation d’aromatiques à partir de polyoléfines, de l’hydrogène est coproduit et réutilisé pour casser les chaînes polymères […]. Au final, nous obtenons de longues chaînes alkylaromatiques et c’est un résultat fascinant. »

Les travaux de cette équipe de chercheurs ne sont qu’un exemple parmi les multiples mesures qui ne demandent qu’à être prises pour assurer la transition de l’industrie plastique vers un modèle circulaire et non plus linéaire.