Avec seulement un petit pourcentage de plastiques recyclés, la détermination de la meilleure façon de recycler et de réutiliser ces matériaux peut permettre une plus grande adoption du recyclage des plastiques et réduire la pollution des déchets plastiques. Des chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du Département américain de l’énergie (DOE) ont examiné les avantages et les compromis des technologies actuelles et émergentes pour le recyclage de certains types de plastiques afin de déterminer les options les plus appropriées.
Les chercheurs ont fourni une comparaison de diverses technologies de recyclage en boucle fermée, qui permettent la réutilisation du plastique par un traitement mécanique ou chimique, éliminant ainsi le besoin de matériaux vierges dérivés de combustibles fossiles. Ils ont pris en compte des paramètres techniques tels que la qualité et la rétention des matériaux, ainsi que des paramètres environnementaux, notamment la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre.
« Nous savons que le coût est l’un des principaux, sinon le principal, moteur du recyclage pour les entreprises qui souhaitent y investir », a déclaré Taylor Uekert, auteur principal de « Comparaison technique, économique et environnementale des technologies de recyclage en boucle fermée pour des applications courantes ». plastiques », qui paraît dans la revue ACS Chimie & Ingénierie Durables. « Mais je pense qu’il est tellement important de se rappeler qu’il y a d’autres choses qui sont tout aussi importantes pour notre vie sur cette planète, et nous devons également tenir compte de ces impacts environnementaux. »
Ses co-auteurs, tous de NREL, sont Avantika Singh, Jason DesVeaux, Tapajyoti Ghosh, Arpit Bhatt, Geetanjali Yadav, Shaik Afzal, Julien Walzberg, Katrina Knauer, Scott Nicholson, Gregg Beckham et Alberta Carpenter.
L’article décrit l’efficacité des technologies de recyclage en boucle fermée sur le polyéthylène téréphtalate (PET) et trois types de polyoléfines : le polyéthylène haute densité (HDPE), le polyéthylène basse densité (LDPE) et le polypropylène (PP). Ces plastiques ont de nombreuses utilisations. Le PET, par exemple, est utilisé pour fabriquer des bouteilles, des barquettes et des tapis. Le PEHD se trouve dans les cruches à lait, les sacs, les contenants et les jouets. Le LDPE est couramment utilisé pour fabriquer des bouteilles, des couvercles et des sacs compressibles. Le PP, quant à lui, est utilisé pour fabriquer des pots de yaourt, des cintres et des pailles.
Les taux de recyclage de ces polymères ont varié aux États-Unis au cours de l’année 2019, de 2 % pour le LDPE à 15 % pour les bouteilles et contenants en PET.
« Le PET est comme votre bouteille d’eau à usage unique », a déclaré Uekert. « Vous pourriez recycler cela. Mais très probablement, il ne sortira pas à l’autre bout comme une bouteille. Il sortira comme un plateau en plastique pour mettre de la nourriture ou il pourrait être converti en fibres plastiques qui pourraient être utilisées pour les vêtements. Il retourne dans le même type de plastique, mais pas nécessairement exactement le même type de produit en plastique. »
Deux méthodes de recyclage en boucle fermée sont disponibles pour les plastiques HDPE, LDPE et PP : mécanique, dans laquelle le plastique est broyé, fondu et transformé en quelque chose de nouveau ; et la dissolution à base de solvant, qui élimine les impuretés afin que le plastique soit de qualité appropriée pour être réutilisé. Ces mêmes procédés peuvent être utilisés sur le PET en plus de trois technologies de recyclage chimique : l’hydrolyse enzymatique, la glycolyse et la méthanolyse.
Plus de 400 millions de tonnes de déchets plastiques sont générés chaque année dans le monde. Les stratégies de recyclage actuelles peuvent capturer une fraction de ces plastiques, mais il y a un manque de données cohérentes sur les capacités et les impacts de ces processus. L’étude NREL a caractérisé quantitativement les performances des technologies de recyclage du plastique – y compris des facteurs qui ne sont généralement discutés que qualitativement, comme la tolérance à la contamination – et a établi une méthodologie pour comparer les nouveaux processus de recyclage à mesure qu’ils émergent.
« Ce n’est pas seulement que vous pouvez recycler le plastique », a déclaré Uekert. « C’est à quel point pouvez-vous recycler efficacement ce plastique? »
Bien que le recyclage mécanique surpasse toutes les autres technologies ainsi que la production de plastique vierge sur le plan économique et environnemental, le processus produit du plastique de qualité inférieure. Selon les chercheurs, augmenter la qualité et la quantité de plastiques à recycler grâce à un meilleur tri et à un meilleur prétraitement pourrait améliorer la viabilité du recyclage mécanique.
« Pour vraiment permettre un système circulaire où nous conservons autant de matière que possible dans l’économie, c’est à ce moment-là que nous devons vraiment améliorer notre [material] rétention grâce à des éléments tels qu’un meilleur tri et de meilleurs rendements de vos processus de recyclage », a déclaré Uekert.
« Si vous avez un processus qui n’a qu’un rendement de 75 %, vous allez finir par avoir besoin d’un peu plus d’électricité, un peu plus de produits chimiques, pour recycler un kilogramme de plastique que si vous aviez quelque chose comme un rendement de 90 % ou plus. Cela signifie que vos impacts environnementaux globaux, votre coût global, vont diminuer à mesure que vous augmentez votre rétention de matériaux. »
Les chercheurs ont souligné que le recyclage devrait être traité comme une opportunité de décarbonisation, avec les technologies utilisant de l’électricité qui pourrait être générée à partir de sources renouvelables.
Plus d’information:
Taylor Uekert et al, Comparaison technique, économique et environnementale des technologies de recyclage en boucle fermée pour les plastiques courants, ACS Chimie & Ingénierie Durables (2023). DOI : 10.1021/acssuschemeng.2c05497