
En coulisse
Économie circulaire et réduction des déchets : que cache le recyclage du plastique ?
par Coya Vallejo Hägi

Des chercheurs transforment le plastique en acide acétique grâce à la lumière du soleil. Le procédé fonctionne à température ambiante, ne nécessite que de l'eau - et pourrait même décomposer les microplastiques dans les eaux.
Les déchets plastiques sont l'un des problèmes environnementaux les plus persistants de notre époque. Chaque année, des millions de tonnes de plastique sont déversées dans les sols, les rivières et les océans, dont une partie se décompose en microplastiques et réapparaît dans l'eau potable et les aliments. Une équipe de l'Université de Waterloo, dans l'Ontario au Canada, vient de mettre au point un procédé qui ne se contente pas de dégrader ces déchets, mais les transforme en une substance à valeur industrielle : Acide acétique.
L'idée de base semble étonnamment simple. La lumière du soleil frappe un catalyseur spécial, qui déclenche ensuite des réactions chimiques qui brisent les chaînes de plastique et les transforment en acide acétique. Pas de four à haute pression, pas de combustion, pas d'énergie fossile. La réaction se déroule à température ambiante et sous pression normale. La lumière sert de source d'énergie - dans l'expérience, aussi bien la lumière artificielle que la vraie lumière du soleil.
La pièce maîtresse du système est un catalyseur au fer inhabituel. L'équipe a développé une photocatalyse en cascade bio-inspirée avec des atomes de fer noyés dans du nitrure de carbone. Le processus est similaire à la façon dont certaines espèces de champignons décomposent les matières organiques à l'aide d'enzymes. Ce principe de cascade signifie que plusieurs étapes de réaction se déroulent directement les unes après les autres dans le même système. Le réacteur traite immédiatement les produits intermédiaires et ne les élimine pas.
Lorsque la lumière du soleil frappe le système, des radicaux hydroxyles très réactifs sont d'abord produits. Ceux-ci attaquent les longues chaînes de plastique et les décomposent en éléments plus petits. Il en résulte notamment des produits intermédiaires CO₂. Dans l'étape suivante, le même catalyseur utilise ces produits intermédiaires et les transforme encore. Au final, on obtient de l'acide acétique.
Le procédé fonctionne avec toute une série de matériaux que vous pouvez rencontrer dans votre vie quotidienne. L'équipe a testé le procédé avec succès avec du polyéthylène (PE), du polyéthylène téréphtalate (PET), du polypropylène (PP) et du polychlorure de vinyle (PVC). Le rendement a été variable et meilleur pour le PVC.
Ce qui est particulièrement remarquable, c'est que cela fonctionne également avec des flux de plastiques mélangés. Dans la pratique, les déchets sont rarement triés. Cela augmente considérablement les chances d'une application ultérieure.
Le produit final ne semble pas spectaculaire au premier abord, mais il s'agit en réalité d'une matière première industrielle très recherchée. L'industrie alimentaire utilise l'acide acétique comme conservateur, il est à la base de matières plastiques et de solvants et joue également un rôle dans les systèmes énergétiques. La production mondiale annuelle s'élève à plusieurs millions de tonnes.
Pour l'instant, l'industrie produit de l'acide acétique presque exclusivement à partir de matières premières fossiles. Le procédé de Waterloo permettrait d'inverser ce cycle : A partir de déchets plastiques et de la lumière du soleil, on obtient une matière première précieuse, sans émettre de CO₂ supplémentaire.
La réaction se produit dans l'eau, ce qui permettrait de lutter particulièrement efficacement contre la pollution plastique dans les eaux. Au lieu de se contenter de filtrer mécaniquement les microplastiques - ce qui est coûteux et incomplet - cette approche permettrait de décomposer chimiquement les particules au niveau moléculaire.

La stabilité du catalyseur a également été testée. Selon l'étude, les atomes de fer sont restés solidement ancrés dans le matériau et ne se sont pas détachés.
Avant d'imaginer un réacteur solaire de transformation du plastique en vinaigre sur le toit, l'équipe en est encore au stade du laboratoire, mais elle peut imaginer que cette approche pourrait être adaptée à un recyclage solaire évolutif et à une réhabilitation de l'environnement. Les chercheurs ont déjà montré qu'il était possible d'augmenter considérablement le rendement en apportant des améliorations ciblées à la conception du réacteur et aux matériaux.
Ce procédé ne résout pas encore le problème du plastique à l'échelle mondiale - cela nécessite un développement, des investissements et une volonté politique supplémentaires. Ce qu'il montre, c'est que les déchets plastiques ne sont pas forcément une impasse. Avec le bon catalyseur et la lumière du soleil, ils peuvent devenir la matière première de quelque chose d'utile.
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