Quand les films plastiques deviendront des gilets pare-balles

Les plastiques à base de polyoléfines, tels que les films et les sacs de transport, sont omniprésents dans notre quotidien, mais leur recyclage reste limité. Le professeur Robert Geitner explore de nouvelles applications pour ces matériaux, avec pour objectif de transformer les films plastiques en gilets pare-balles en Kevlar.

Le défi du recyclage des polyoléfines

Les emballages en polyoléfines, tels que les films étirables, les sacs de transport ou les cartons de lait, facilitent notre vie quotidienne tout en nuisant à notre environnement. Les matériaux à base de polyéthylène (PE) et de polypropylène (PP) sont actuellement peu recyclés. Le professeur Robert Geitner, à la tête du groupe de chimie physique/catalyse de l’Université de Technologie d’Ilmenau, travaille sur des solutions pour rendre ces plastiques plus durables et respectueux de l’environnement.

Les polyoléfines, dérivées du pétrole ou du gaz naturel, sont largement utilisées dans l’industrie alimentaire et de la construction en raison de leurs propriétés élastiques et résistantes. Ces matériaux finissent souvent dans les décharges ou sont incinérés. Le professeur Geitner souhaite développer un procédé permettant de réutiliser ces plastiques à grande échelle. Sa vision : transformer les films plastiques en gilets pare-balles en Kevlar.

Les obstacles à surmonter

Le recyclage des emballages en polyoléfines pourrait prendre plusieurs formes, comme la création de vêtements, de contenants réutilisables ou de pneus en caoutchouc.

Le professeur Geitner explique en revanche que le recyclage de ces matériaux est actuellement entravé par l’absence d’incitations économiques et leur résistance chimique élevée :

« Les matériaux ont une durée de conservation très longue et il n’existe actuellement aucun micro-organisme capable de les décomposer. Cela signifie qu’ils restent dans notre environnement pendant des années, polluant notre nature et nos océans. Les matériaux sont souvent décomposés mécaniquement jusqu’à ce qu’ils entrent dans notre cycle alimentaire sous forme de microplastiques, avec des conséquences pour notre santé et l’environnement.« 

Les propriétés chimiques des polyoléfines rendent difficile le recyclage des plastiques, car elles sont considérées comme inertes et ne réagissent pas avec de nombreuses substances. Leurs liaisons chimiques sont très stables et il faut beaucoup d’énergie pour les briser et les modifier.

Le professeur Geitner souhaite surmonter cet obstacle grâce à la catalyse, un processus chimique qui influence la vitesse et les besoins énergétiques d’une réaction :

« Notre approche consiste à décomposer la structure des polyoléfines de manière ciblée et économe en énergie et à les enrichir avec d’autres groupes moléculaires fonctionnels. Notre objectif est de créer de nouvelles molécules encore plus stables. »

Cela permettrait non seulement de recycler les emballages plastiques, mais aussi d’économiser des matières premières précieuses et rares, selon le chimiste.

Expérimentations et intelligence artificielle

Dans une série d’expériences, le professeur Geitner souhaite tester la réaction des polyoléfines avec diverses molécules agissant comme catalyseurs dans des conditions contrôlées.

En fonction de la formation de nouveaux composés moléculaires, le scientifique peut déterminer la structure moléculaire optimale du catalyseur idéal. Pour ce faire, il utilise l’intelligence artificielle pour prédire de nouvelles molécules potentielles. L’évaluation assistée par ordinateur permet d’examiner virtuellement un grand nombre de substances différentes pour leur aptitude à servir de catalyseurs, en se basant sur des expériences ciblées.

En synthèse

Les recherches du professeur Geitner visent à minimiser l’impact des déchets d’emballage sur l’environnement, préserver les ressources fossiles et contribuer à l’établissement d’une économie circulaire :

Je veux développer un processus dans lequel les plastiques peuvent être convertis pour un large éventail d’applications dans l’économie circulaire. J’espère que cela sera possible dans 20 à 30 ans, lorsque l’économie circulaire se sera imposée en Allemagne et dans le monde entier.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que les polyoléfines ?

Les polyoléfines sont des plastiques dérivés du pétrole ou du gaz naturel, largement utilisés dans l’industrie alimentaire et de la construction en raison de leurs propriétés élastiques et résistantes.

Pourquoi le recyclage des polyoléfines est-il difficile ?

Le recyclage des polyoléfines est entravé par l’absence d’incitations économiques et leur résistance chimique élevée. Leurs liaisons chimiques sont très stables et il faut beaucoup d’énergie pour les briser et les modifier.

Quelle est la solution proposée par le professeur Geitner ?

Le professeur Geitner propose de décomposer la structure des polyoléfines de manière ciblée et économe en énergie et de les enrichir avec d’autres groupes moléculaires fonctionnels pour créer de nouvelles molécules encore plus stables.

Comment le professeur Geitner utilise-t-il l’intelligence artificielle dans ses recherches

Le professeur Geitner utilise l’intelligence artificielle pour prédire de nouvelles molécules potentielles. L’évaluation assistée par ordinateur permet d’examiner virtuellement un grand nombre de substances différentes pour leur aptitude à servir de catalyseurs, en se basant sur des expériences ciblées.

Quel est l’objectif final des recherches du professeur Geitner ?

Les recherches du professeur Geitner visent à minimiser l’impact des déchets d’emballage sur l’environnement, préserver les ressources fossiles et contribuer à l’établissement d’une économie circulaire.

Principaux enseignements

Références

Source : TU Ilmenau