Recyclage du plastique (1/2) : Veille techno / matériaux 2020

Le recyclage du plastique est au coeur d'une activité immense et ouvre des horizons très prometteurs. L’objectif de cette article, associé à une Note de Veille, est le recensement des acteurs et la qualification des technologies et procédés en cours de développement. Les aspects liés à la substitution du plastique conventionnel par d’autre matériaux sont également traités (limités aux évènements les plus significatifs).

La mousse cellulosique expansée, une alternative au polystyrène

Citeo et le CTP (Centre Technique du Papier) travaillent actuellement sur la mise au point d’une mousse cellulosique expansée qui pourrait substituer, dans un premier temps, les blocs de calage en polystyrène dans les emballages. Elle est légère, élastique et reprend sa forme après un travail en pression. Ses caractéristiques environnementales sont excellentes, puisqu’elle est à la fois renouvelable et recyclable. Un projet dédié à ces mousses, d’une durée de 3 ans, vient de démarrer.

Le PDK (polydiketoenamine), un nouveau polymère recyclable à l'infini

Le nouveau polymère PDK (polydiketoenamine) est issu des travaux menés par le Laboratoire National Lawrence Berkeley, affilié au Department of Energy’s – DOE  (USA). C'est un nouveau type de plastique potentiellement recyclable à l’infini. Aujourd’hui le plastique le mieux recyclé est le PET qui ne se recycle qu’à un taux de 20-30% ; le PDK pourrait se recycler à l’infini.

Les chercheurs prévoient de développer des plastiques PDK avec un large éventail de propriétés thermiques et mécaniques pour des applications aussi diverses que les textiles, l'impression 3D et les mousses. En outre, ils cherchent à étendre les formulations en incorporant des matériaux à base de plantes et d'autres sources durables.

PS - Polystrène

Le secteur des produits laitiers frais représenté par Syndifrais, Citeo, Valorplast et plusieurs entreprises utilisatrices d’emballages en polystyrène (dont Agro-mousquetaires, Groupe Bigard, Lactalis, Groupe LDC et Yoplait) annonce la formation du CONSORTIUM PS25 dédié à la réflexion sur la mise en place d’une filière de recyclage du polystyrène en France. L’objectif qui fédère les acteurs est l’obtention d’un taux de 100% de PS recyclable en France en 2025.

Deux groupes industriels internationaux : INEOS STRYROLUTION (industrie chimique) et TRINSEO (plastiques & caoutchoucs) ont acté la réalisation d’une usine de recyclage du polystyrène, en France, à Wingles, dans le nord de la France. Cette usine pourrait traiter 50 tonnes par jour de déchets à base de polystyrène.

PET – polytéréphtalate d'éthylène

Le procédé CARBIOS, mené depuis une année environ par la société française Carbios implique Toulouse Biotechnology Institute (INSA / CNRS, France) et Kem one (Clermont Ferrand, France). Le procédé est capable de dégrader plus de 90% du plastique en moins de 10h. 70 millions de tonnes sont produites chaque année. Dernière étape en date, un démonstrateur vient d’être construit sur le site de Kem one (près de Lyon, Rhône).

Le procédé REWINDPET d’IPFEN (France) et JEPLAN (Japon) est basé sur une technique de dépolymérisation classique qui permet de traiter / recycler tout type de PET, dont les PET colorés ou opaques, dans les films, bouteilles ou barquettes. Les partenaires visent une commercialisation pour la fin 2022, avec pour objectif le traitement d’un marché de plusieurs dizaines de millions de tonnes de PET par an.

Le partenariat SUEZ (France) et LOOP (Canada) débouche sur la construction d’une usine nommée Infinite Loop, en Europe. Le procédé de recyclage chimique par dépolymérisation devrait permettre de produire 75 000 tonnes de PET de qualité alimentaire par an. Une mise en service en 2023 est prévue.

PVC – polychlorure de vinyle

La start-up drômoise Polyloop (France), née il y a un peu plus d’un an, s’appuie sur de grands groupes de la chimie comme l’usine Kem One à Balan (Ain, France) pour développer de nouveaux procédés. À partir de septembre 2020, Polyloop va ainsi réaliser ses premiers essais depuis le micro-pilote installé dans le laboratoire de Kem One. L’objectif est de réaliser une petite unité de recyclage décentralisée, modulaire et intégrable dans une installation industrielle. Kem One espère de son côté intégrer ces procédés de recyclage en interne à l’horizon 2023-2024.

PP – polypropylène

L'information clé concerne les sociétés Total (France) et PureCycle Technologies (USA) qui viennent de signer un contrat afin d’établir un partenariat stratégique dans le domaine du recyclage des plastiques et du PP en particulier. La technologie brevetée doit permettre de produire un matériau recyclé aux caractéristiques équivalentes au produit vierge. Total vise 30 % de polymères recyclés d’ici à 2030 : de son côté, PureCycle Technologies construit dans l’Ohio sa première usine avec un objectif de production de 48 000 tonnes de polypropylène recyclé. Le partenariat engage Total à acheter une partie de la production et à étudier l’opportunité de développer une usine en Europe.

PEHD – polyéthylène haute densité

Déjà active dans le domaine du recyclage du PET, la société autrichienne Alpla annonce le démarrage à l’automne 2020 de la construction d’une usine de recyclage de polyéthylène haute densité (PeHD) à Toluca, au Mexique. D’une capacité de 15 kt par an de granulés recyclés, elle devrait entrer en service fin 2021. La société précise que la matière produite sera destinée à des applications non alimentaires, dans l’hygiène-beauté et les produits d’entretien notamment, au Mexique, dans les pays voisins d’Amérique centrale et aux USA.

PLA - acide polylactique

La start-up Carbiolice (Riom, France) dévoile son innovation consistant à rendre le PLA – un biopolymère issu du maïs ou de la canne à sucre – biodégradable en conditions domestiques. La solution technologique, dénommée Evanesto, utilise un additif à base d’enzymes qui, mélangé au PLA, accélère sa fin de vie. Selon la concentration de l’additif, il est possible de paramétrer la durée de biodégradabilité. Les conditions de compostage (température, humidité) garantissent l’absence de migration entre packaging et ingrédients.

Points saillants, conclusion

Deux matériaux émergent qui méritent d’être signalés ; le PDK et la mousse de cellulose expansée. Le premier est un plastique de substitution totalement artificiel, créé de façon à pouvoir être segmenté au niveau moléculaire en fin de vie puis recréé, ceci dans une logique de fonctionnement circulaire. L'intérêt est double : le processus est nouveau, d'une part, et le laboratoire américain qui est en charge est le Laboratoire National Lawrence Berkeley, affilié au Department of Energy’s – DOE  (USA), un acteur de renom. Le second est une mousse expansée créée pour pouvoir substituer, dans un premier temps, les blocs de calage en polystyrène dans les emballages, mais des applications diverses et nombreuses sont étudiées à l'heure actuelle. L'intérêt ici réside dans le fait que cette piste est purement française, d'une part, et que le développement d'une filière de retraitement du polystyrène serait d'autre part une excellente nouvelle pour les acteurs du secteur.

L’essentiel des technologies, dans le secteur du traitement du plastique en fin de vie, concernent le recyclage. Il est intéressant de remarquer que tous les types de plastique sont concernés par les innovations et que des solutions prometteuses se profilent pour chacun d’entre eux. Par ailleurs, une information importante est le leadership pris par la France, sur presque tous les plastiques étudiés. Cette avance est à la fois technologique et stratégique puisqu’elle se décline aussi bien au niveau des partenariats, des projets que des réalisations industrielles.

Les points qui nous paraissent particulièrement prometteurs et qui seront suivis de près sont les suivants : 1) la réalisation de l’usine de Wingles par Ineos – la capacité de traitement du PS permettrait un réel démarrage du traitement de ce matériau et 2) les évolutions du procédé Carbios – notamment via son démonstrateur – dont le principe de traitement du PET est à la fois particulièrement innovant et purement français.

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Note de Veille : RECYCLAGE DES PLASTIQUES : TECHNOLOGIES PROMETTEUSES, Natural development, octobre 2020.
• Dossier complet sur demande.

> illustration : image en creative commons, Piro4D, Pixabay.

Tags : plastique ; recyclage ; citeo ; ctp ; mousse cellulose expansée ; pdk ; berkeley ; ps ; polystyrene ; syndifrais ; valorplast ; consortium 25 ; ineos ; styrolution ; trinseo ; carbios ; pet ; kem one ; rewind pet ; ipfen ; jeplan ; suez ; loop ; infinite loop ; pvc ; polyloop ; pp ; polypropylène ; total ; pure cycle technologies ; pehd ; alpha ; pla ; carbiolice ; evanesto ; veilletechno ; veille matériaux ; natural development

Avertissement : cet article synthétique est issu de différents documents publiés par Natural development. L'objectif est de fournir simplement les données clés. Se référer aux sources complètes  (voir liens ci-dessous) pour une information plus exhaustive et plus détaillée.

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