Les plastiques de par leur légèreté, leur capacité de mise en forme, leur diversité selon les domaines d’emploi se retrouvent dans la plupart des biens de consommation qui, au terme de leur utilisation, deviennent des déchets de formes plus ou moins volumineuses.
Ces déchets, selon les Pays, sont accumulés dans des décharges, si toutefois il y a collecte d’ordures.
Mais pour une très large part, ils finissent à l’air libre au gré des vents et des obstacles.
Face aux volumes générés, à la pollution qu’ils entraînent, à la prise de conscience assez récente des conséquences sanitaires qu’ils impliquent, se pose la question de leur traitement et recyclage.
Environ 4 à 8 % de la production mondiale de pétrole sert à la fabrication des plastiques chaque année, répartis en différents domaines et taux d’utilisation [1] :
Emballage 33% – Construction 28% – Automobile 13% – Mobilier 6%
Articles ménagers 6% – Electronique, Médical, Autres 14%.
Et ce, à partir de deux grandes classes de matériaux [2] :
Les plastiques thermodurcissablesconstitués d’une résine de base à laquelle sont mélangés des adjuvants de polymérisation et de fonctionnalité.
Ils sont obtenus par des réactions chimiques qui conduisent, après chauffage, à la réticulation de leurs chaînes moléculaires.
Une fois constituées ces chaînes ne peuvent être redissociées par fusion. La forme du produit élaboré est alors définitive dès le premier refroidissement.
De tels polymères sont à la base de matériaux résistants et légers, le plus généralement durs et rigides.
Les plus connus sont les polyuréthannes, les polyesters, les phénoplastes, les aminoplastes, les élastomères, les résines époxydes et phénoliques.
Pour exemples, ainsi mélangés avec des fibres de verre, de carbone ou de Kevlar, ils sont utilisés, sous l’appellation matériaux composites, dans l’industrie automobile et l’aviation.
Les thermoplastiquessont constitués de polymères à base de macromolécules linéaires, avec des liaisons qui peuvent être rompues sous l’effet de la chaleur ou de fortes contraintes. Leur transformation est donc réversible et renouvelable un grand nombre de fois.
Leurs applications couvrent tout le champ des produits de notre quotidien :
Emballage, sacs, jouets, tuyaux …. Polyéthylène basse densité (PEBD)
Objets à parois épaisses et rigides… Polyéthylène haute densité (PEHD)
Bouteille sous pression ; vêtement…. Polyéthylène téréphtalate (PETP)
Barquette, bouchon, accessoires…. Polypropylène (PP)
Emballage à usage unique…. Polystyrène (PS)
Emballage protection objets fragiles…. Polystyrène expansé (PSE)
Profilés de construction ; revêtements… Chlorure de polyvinyle (PVC)
Mousse de protection, isolation…. Polyuréthane (PUR)
Les quantités produites sont en croissance constante [2], [3].
Selon une étude de l’Université San Barbara de Californie (2017), 9.1 milliards de tonnes (Mt)de plastique ont été produites dans le monde depuis 1950 – 1960 ; et 2015 a enregistré un niveau record avec 320 millions de tonnes ; soit l’équivalent de 10.1 t par seconde !
Au rythme de la croissance mondiale, la production augmenterait de 28.7 milliards de tonnes d’ici 2050.
Or, ces plastiques ne sont pas biodégradables et ont une « durée de vie » de plusieurs centaines d’années.
Laissés dans la nature, sous l’effet des UV, de la pluie, de l’oxygène de l’air, ils se dégradent et se fragmentent.
En quelques décennies, ils se transforment en particules fines qui se retrouvent dans tous les milieux de vie : terre, air, eau et finalement poisson et chaîne alimentaire.
Ainsi :
Sur les 9.1 Mt (109tonnes) produits jusqu’alors, 5.4 Mt se sont retrouvées dispersées dans l’environnement.
Sur les 28.7 Mt attendues d’ici 2050, ce sont 13.2 Mt qui les rejoindraient ; avec une large part dans les océans.
Le recyclage des plastiques et leur collecte deviennent un enjeu de survie pour notre environnement.
Sur l’ensemble des plastiques produits depuis 1950, seuls 9% ont été recyclés et 12 % incinérés [1].
Pour l’Europe, collecte et recyclage des déchets ont été principalement assurés par des PME et TPE.
Une part a également été enfouie avec d’autres déchets ; une autre, exportée en Inde [3].
La multiplicité des produits plastiques complexifie les activités de recyclage.
Un même polymère de base se voit décliné en une multitude de formulations avec des ajouts en quantités de plastifiants, de charges et additifs selon la fonctionnalité prévue ; ainsi, le brome en limitateur de flamme ou les bisphénols, dans de nombreux objets du quotidien (boîte alimentaire, biberon, ticket…).
L’utilisation par les producteurs de polymères de tels déchetscomme nouvelles matières premières impliquerait une étape de transformation chimique complexe permettant le retour aux molécules de base.
Dans les conditions technologiques et économiques actuelles, la plupart de ces procédés ne sont pas viables. D’où pourquoi, contrairement aux producteurs de métaux, de verre et de papier/carton, les producteurs de polymères n’exercent pas directement des activités de recyclage [1]
C’est le broyage mécanique, adapté aux deux grandes classes de matériaux plastiques, qui est la voie de recyclage privilégiée pour traiter des volumes importants à échelle industrielle.
Pour les thermodurcissables, infusibles donc non transformables, le recyclage mécanique permet l’obtention de granulats qui serviront comme charges de brûlage dans les aciéries ou comme renforts dans les cimenteries.
Pour les thermoplastiques, le recyclage par broyage est d’autant plus valorisable que les déchets ont été triés par classe de polymères. Retransformés sous forme de granulés, ils sont introduits dans des types de produits sans risques alimentaires (revêtements de sol ; protections anti choc …).
La valorisation énergétique des déchetspermet de traiter, à des coûts raisonnables, les flux qui ne sont pas recyclables aux conditions économiques du moment [1].
Diverses techniques de recyclage sont plus ou moins développées :
La pyrolyse, qui est la décomposition thermique en l’absence d’oxygène. Elle permet d’obtenir différents hydrocarbures solides (charbon de bois ou biochar), liquides ou gazeux.
La gazéification, qui est la décomposition thermique des déchets de matières plastiques en présence d’une quantité réduite d’oxygène. Il y a production de monoxyde de carbone et d’hydrogène, éléments utilisables pour la production de méthanol et d’ammoniac.
L’hydrogénation, qui est le traitement du plastique avec du gaz hydrogène ; ce qui entraîne la production d’une huile de grande valeur qui peut être transformée chimiquement par la suite.
La chimio lyse, enfin, qui est la décomposition chimique des matières plastiques en leurs éléments constitutifs d’origine, les monomères.
Face aux risques environnementaux, la collecte, le tri des déchets plastiques et leur recyclage deviennent un enjeu critique pour lesquels les Etats devront durcir et harmoniser leurs législations.
L’envahissement des mers par ces déchets et les conséquences induites par leurs micro-dégradations au niveau de la vie aquatique n’en rendent que plus urgentes toutes démarches de lutte contre ces déchets.
A cet égard, saluons l ’équipe du Plastic Odyssey qui développe à Concarneau un bateau expérimental, afin de draguer les déchets plastiques au bord des côtes françaises.
Equipé d’un pyrolyseur, il est capable de transformer des déchets plastiques non recyclables en carburant.
Guy NICOLAS 13-03-2019
Analyse de la chaîne de valeur de recyclage des plastiques en France / Deloitte ADME – DGE – 2ACR 2015 [1]
www.septiemecontinent.com%/Familles-de-plastiques-et-usages [2].
www.planetoscope.com/petrole/989-production-mondiale-de-plastique [3]
www.artaxerkes.com/ Production d’énergie et chaleur à partir de déchets – Pyrolyse [4]
