Comment améliorer l’économie circulaire des plastiques ?

Les plastiques occupent aujourd’hui une place centrale dans l’économie mondiale. Leur production a connu une croissance exponentielle au cours des six dernières décennies, passant de 15 millions de tonnes en 1964 à près de 460 millions de tonnes en 2024, soit une multiplication par 30. Elle devrait atteindre les 600 millions de tonnes en 2035, dans la mesure où ce matériau trouve des applications toujours plus nombreuses.

Malgré ses avantages, l’économie actuelle des plastiques présente des inconvénients majeurs chaque jour plus visibles, notamment en ce qui concerne le traitement des emballages plastiques en fin de vie. 

Didier Perrin est enseignant-chercheur à l’IMT Mines Alès et responsable de l’axe de recherche Durabilité & Recyclage des polymères et composites au sein de l’équipe Polymères Composites Hybride du Centre des Matériaux des Mines d’Alès. Pour Techniques de l’Ingénieur, il a entre autres co-écrit avec José-Marie Lopez-Cuesta l’article de ressources documentaires Perspectives d’amélioration de l’économie circulaire des plastiques. 

Techniques de l’Ingénieur : Pourriez-vous présenter votre activité professionnelle ?

Didier Perrin : Je travaille à l’IMT Mines Alès où je suis enseignant-chercheur, et je suis également directeur de l’unité de recherche Durabilité & Recyclage des polymères et composites au sein du laboratoire Polymères Composites Hybride, qui réunit une cinquantaine de personnes. Le but de l’unité est de travailler sur l’élaboration, la formulation et la caractérisation des matériaux polymères et des matériaux composites à matrice polymère, en vue de créer des produits fonctionnels à faible impact environnemental. 

Pour cela, nous travaillons sur différents axes de recherche : la durabilité et le recyclage ; le comportement au feu ; les biomatériaux ; l’interface ; et enfin, depuis 2025, un axe émergent concerne les relations entre les micro-organismes et les matériaux, avec par exemple le rôle des enzymes comme solution de recyclage chimique. 

Aujourd’hui, que se passe-t-il pour les plastiques en fin de vie ?

Il y a trois façons de traiter les plastiques : l’enfouissement dans des décharges, la valorisation énergétique et le recyclage. À l’échelle mondiale, 9% des plastiques sont recyclés, et 27% à l’échelle européenne. Mais certains gisements sont plus recyclés que d’autres. Par exemple, en France, les bouteilles en PET sont valorisées à 80% parmi celles collectées. Les installations permettent d’avoir un recyclage intéressant avec une bonne efficience pour les bouteilles PET transparentes mais le problème vient du tonnage qui n’est pas en adéquation avec les centres de tri et de surtri. La France, qui est 14ᵉ sur les 27 pays européens en termes de recyclage, enfouit toujours plus de 30% de ses matières plastiques. Et hélas, les pays occidentaux exportent encore beaucoup de plastiques dans le monde entier, particulièrement en Afrique. 

Quelles sont les différentes voies de valorisation de ces matières plastiques ?

De manière globale, il existe la valorisation matière et la valorisation énergétique. Cette première peut-être divisée en différentes catégories : le réemploi dans lequel l’objet en question va être réemployé à la même fonction ; la réutilisation où l’objet est considéré comme un déchet et peut avoir une autre fonction, par exemple un pull qui est réutilisé comme chiffon ; enfin, le recyclage dans lequel on regarde cette fois le matériau et non le produit initial. Les déchets peuvent donc être broyés puis utilisés dans des applications différentes de celles d’origine, ou alors être recyclés chimiquement : les polymères de base des plastiques sont décomposés en composés chimiques pouvant être réutilisés dans de nouvelles applications.
De son côté, la valorisation énergétique concerne les déchets non réutilisables. Ils sont alors incinérés et la chaleur dégagée est récupérée pour produire de l’électricité.

Qu’est-ce qui freine le développement d’une véritable économie circulaire ?

Je dirais que c’est la mise en place d’une chaîne de valeur globale, avec une entente entre tous les acteurs de la chaîne. Faire de l’écoconception pilotée par la fin de vie serait une manière d’accéder à une économie circulaire, mais il faudrait que les bureaux d’études pensent à la fin de vie dès la conception de leur produit, avec des recycleurs qui savent exactement comment le recycler et des utilisateurs parfaitement au courant de là où jeter les produits en fin de vie.

Or aujourd’hui, les recycleurs comme Suez ou Veolia subissent d’une certaine manière les produits qui sont mis sur le marché. Prenons par exemple le PET opaque qui est arrivé en 2015 dans les emballages. Les appareils à infrarouges des centres de tri ne les reconnaissaient pas, et donc il a fallu modifier toutes les installations. Le problème du tri reste que les matières ne sont pas conçues pour être recyclées à la base.

Comment penser cette écoconception pilotée par la fin de vie pour les plastiques ?

Selon moi, il y a deux volets : les matériaux de grande diffusion qui ont une faible durée d’utilisation, comme les sacs plastiques par exemple, et les matériaux techniques comme des carrosseries de voiture ou des ordinateurs, avec une longue durée de vie. Je pense que les premiers devraient être biorésorbables. Les sacs plastiques vont par exemple être utilisés une fois ou deux, et on aura du mal à empêcher les humains de les jeter dans la nature. En cela, je pense que les matériaux devraient être rapidement compostables ou résorbables.

Concernant les matériaux techniques, il faudrait bien penser au recyclage dès la conception. Cela nécessite un contrôle de l’approvisionnement, de la traçabilité et une chaîne de valeur parfaitement opérante.

Comment l’intelligence artificielle pourrait avoir un rôle à jouer ?

Bien entraînée, l’IA pourrait être un bon outil pour améliorer le tri. Afin d’être retransformées, les matières doivent être d’abord identifiées, triées et classées au bon endroit. Le Saint Graal dans le recyclage, c’est d’avoir des monomatières pures donc il ne faut pas que plusieurs matières soient mêlées. Avec le bon cahier des charges, l’IA va pouvoir reconnaître les plastiques, mais également apprendre dans quelle proportion ils peuvent ou pas être mélangés pour ne pas polluer le gisement. Cela pourrait aussi nous aider concernant les problématiques de vieillissement des plastiques. Même si un plastique est placé dans le bon bac, il y a des seuils de vieillissement qu’il ne faut pas franchir si on ne veut pas affecter les propriétés mécaniques des matières premières secondaires. Tout cela crée de nouveaux métiers, à la croisée entre les ingénieurs matériaux et les informaticiens-mathématiciens, qui se rejoignent pour améliorer l’économie circulaire.