Recycler toute forme de plastiques différents mélangé sans les trier et sans que le résultat ne soit qu’une immonde soupe polluante et inutilisable : voici l’idée que défend cette équipe sud-coréenne, du Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM). Les chercheurs, dans leur communiqué, affirment avoir développé « la toute première technologie au monde capable de recycler chimiquement des déchets plastiques mélangés en matières premières, de manière hautement sélective, sans nécessiter de tri strict ni de retrait des étiquettes ».
Toute solution est bonne à prendre (comme le recyclage bactériologique) au vu de la catastrophe sanitaire représentée par le plastique aujourd’hui. Matériau miracle des années 1950, il est devenu, en quelques décennies, un fardeau insupportable pour les écosystèmes et pour la santé humaine. Le secteur du recyclage n’étant pas le plus vertueux et éthique qui soit, impossible de ne pas ressentir un soupçon de sceptiscime devant ce genre d’annonce. Mais si l’on en croit les données et les faits avancés par l’équipe, il est tout aussi impossible de ne pas s’y intéresser de plus près.
Une réaction fulgurante qui transforme les plastiques en 0,01 seconde
L’équipe a été dirigé dans ses travaux par le Dr Young-Hoon Song, en collaboration avec plusieurs instituts nationaux (KRICT, KITECH, KIST) et plusieurs universités. Elle a porté son attention sur l’une des pires catégories de plastiques qui soit (outre les microplastiques) : les déchets plastiques mélangés (plastiques durs, films, polymères thermiques, résidus organiques, etc.). Impossible à séparer correctement, ils saturent les centres de tri, qui préfèrent les évacuer vers l’incinération plutôt que de mettre en péril la qualité des lots recyclables réellement exploitables.
En utilisant une torche à plasma (un gaz porté à des températures extrêmes), ce procédé brise les liaisons moléculaires des plastiques à une vitesse phénoménale. Alimentée entièrement grâce à de l’hydrogène, elle brûle les plastiques à une température comprise entre 1 000 et 2 000 °C, et décompose les plastiques en moins de 0,01 seconde.
Installés dans une chambre de réaction fermée (un tube dans lequel l’hydrogène est ionisé par un arc électrique), elle propulse un jet de gaz incandescent qui frappe directement les déchets. Portés à cette températures, les plastiques n’ont même pas le temps de fondre, car leurs chaînes moléculaires éclatent instantanément sous l’effet du plasma, comme si la matière était « dissoute » avant d’atteindre son point de fusion.
L’avantage de cette technique par rapport à la pyrolyse (combustion sans oxygène pratiquée à 450 – 600 °C), c’est que la réaction avec le plasma est si brève qu’elle bloque la formation de carbone solide. Les polymères ne se transforment pas en résidus charbonneux et sont convertis en molécule simples comme l’éthylène et le benzène, avec une sélectivité qui dépasse 70 %. Cela signifie que, sur 100 kilos de plastiques mélangés, plus de 70 kilos deviennent immédiatement des molécules utiles pour refabriquer du plastique neuf.
Cette concentration sur un petit nombre de produits rend ensuite la purification particulièrement efficace, au point que le matériau final atteint plus de 99 % de pureté. Dans le recyclage des plastiques mélangés, c’est bien simple : c’est un taux qui n’avait jamais été atteint.
Même les cires résiduelles, habituellement impossibles à valoriser en pyrolyse, sont ici converties avec plus de 80 % de sélectivité. Des masses épaisses et collantes (le cauchemar des sous-produits du recyclage du plastique), qui deviennent, grâce à cette technique au plasma, une ressource qui peut être exploitée de nouveau.
Est-ce viable économiquement ?
Aujourd’hui, le recyclage chimique est presque inexistant et représente moins de 1 % de la filière car il coûte trop cher : trier les plastiques, les chauffer parfois très longtemps, pour finir par gérer des dizaines de sous-produits. Une chaîne économiquement intenable pour la plupart des acteurs du secteur, qui préfèrent rester sur des techniques plus conventionnelles et polluantes.
Le procédé KIMM contourne justement ces points faibles : aucun tri préalable n’est nécessaire et les molécules issues de la réaction sont très faciles à vendre. L’éthylène, notamment, est l’une des pierres angulaires de l’industrie plastique ; s’il peut être produit à un coût comparable à celui de la pétrochimie, le recyclage au plasma devrait intéresser plus d’un industriel. Justement, les chercheurs affirment avoir réussi valider économiquement leurs premiers tests pilotes, au point d’obtenir un éthylène dont le coût s’aligne déjà sur les standards du marché.
Cette équipe de KIMM a donc tout pour réussir et prouver que leur technique est viable sur le plan économique et qu’elle pourrait parfaitement satisfaire à la fois les industriels du plastique et ceux du recyclage. Il lui faudra néanmoins démontrer qu’elle est tout aussi efficace à une plus grande échelle, c’est pourquoi les chercheurs envisagent d’installer une première ligne de démonstration en 2026. Si les performances annoncées dans le communiqué sont maintenues (et si l’énergie pour alimenter les torches est renouvelable), leur procédé pourrait devenir le plus grand concurrent de l’incinération et de la pyrolyse. Ce qui n’était pas arrivé depuis… les années 1990, époque où les premiers procédés de dépolymérisation ont vu le jour, avant d’être rejeté en bloc par l’industrie car les rendements étaient bien trop faibles. Espérons sincèrement que la torche à plasma du KIMM tienne le second round !
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