Une réponse innovante à la montagne croissante de déchets plastiques

La planète est confrontée à une accumulation alarmante de déchets plastiques. Malgré les efforts pour réduire notre dépendance aux plastiques à usage unique, nous continuons d’en produire davantage, notamment en raison de la pandémie de COVID-19 qui a augmenté la demande en équipements de protection individuelle et emballages jetables.

Mais des chercheurs de l’UC Santa Barbara voient dans ces déchets plastiques une opportunité plutôt qu’un fardeau.

Dans une récente publication dans la revue Chem, ces chercheurs ont mis en avant un processus innovant permettant de transformer les polyoléfines – le type de polymère le plus courant dans les emballages à usage unique – en alkylaromatiques précieux. Ces molécules sont à la base des surfactants, éléments actifs des détergents et d’autres produits chimiques essentiels.

« Si nous fabriquons actuellement ces surfactants à partir de combustibles fossiles et que nous pourrions les produire à partir de déchets plastiques, alors nous ne dépendrions plus des combustibles fossiles pour les fabriquer, tout en donnant une seconde vie au carbone présent dans les plastiques », déclare le professeur Susannah Scott, titulaire de la chaire Mellichamp en traitement catalytique durable à l’UCSB.

Optimisation du processus

Se basant sur des travaux antérieurs, l’équipe a amélioré une méthode catalytique permettant de briser les solides liaisons carbone-carbone du plastique. Bien que prometteuse, la méthode d’origine, utilisant un catalyseur platine sur alumine, avait ses limites.

« Ce que nous présentons dans cette publication, c’est une manière de le faire bien mieux », souligne le Pr. Scott. Une des clés de cette amélioration réside dans l’augmentation de l’acidité du catalyseur d’alumine originel, grâce à l’ajout de chlore ou de fluorine. Ce changement a permis d’accroître la rapidité et la sélectivité du processus.

Un avenir commercial possible ?

Avec des optimisations continues, cette méthode pourrait évoluer vers un procédé commercial viable. L’objectif ultime est de favoriser et d’encourager la récupération des plastiques à usage unique. En utilisant ces déchets comme matière première abondante, les entreprises chimiques pourraient les transformer en surfactants intégrés dans divers produits nettoyants.

L’idéal serait de réutiliser les déchets plastiques pour un usage dont le volume de production est suffisamment important, pour lequel il existe une demande significative, afin de réduire le problème du plastique« , a expliqué Mme Scott.

Pour déterminer si cette méthode est réellement durable, elle devrait faire l’objet d’une analyse du cycle de vie, dans laquelle l’énergie dépensée et les gaz à effet de serre émis sont calculés à chaque étape.

« L’utilisation de déchets garantit qu’aucune émission supplémentaire de gaz à effet de serre n’est produite pour créer la matière première, mais l’énergie nécessaire pour faire fonctionner le processus catalytique et séparer les molécules souhaitées devrait être prise en compte avant de passer à l’échelle supérieure« , a t-elle ajouté.

Si elle passe la rampe, cette méthode pourrait remplacer les procédés plus gourmands en combustibles fossiles qui permettent de créer des agents tensioactifs à partir de zéro.

« Pour vraiment impacter le problème du plastique, il faudrait réutiliser ces déchets pour une production à grande échelle et à forte demande », précise pour conclure le Pr. Scott.

En synthèse

La transformation des déchets plastiques en surfactants est une proposition prometteuse pour aborder la problématique croissante des plastiques à usage unique. Grâce aux améliorations apportées par l’équipe de l’UC Santa Barbara, cette technique pourrait un jour jouer un rôle majeur dans la réduction de notre dépendance aux combustibles fossiles et dans la valorisation de nos déchets plastiques.

Pour une meilleure compréhension

• Qu’est-ce que les polyoléfines ? C’est le type de polymère le plus courant dans les emballages à usage unique.

• Que sont les alkylaromatiques ? Des molécules précieuses utilisées dans la fabrication des surfactants, éléments actifs des détergents.

• Quelle est la nouveauté de cette recherche ? Une méthode améliorée pour transformer les déchets plastiques en alkylaromatiques.

• Quel est l’objectif ultime de cette méthode ? Encourager la récupération des plastiques à usage unique et réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

Article : « Bifunctional tandem catalytic upcycling of polyethylene to surfactant-range alkylaromatics » – https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(23)00249-8