Comment mieux recycler le plastique grâce aux coquillages

Plus de 400 millions de tonnes de plastique sont produites chaque année, et on pourrait même atteindre le milliard de tonnes d’ici à 2050. Côté déchets, le plastique représente plus de 350 millions de tonnes par an, dont 70 % finissent leur vie dans les décharges ou directement dans l’environnement naturel. C’est que l’adoption du plastique recyclé reste limitée, la faute à une variabilité importante de ses performances mécaniques qui tend à décourager les industriels. Pour faciliter le recyclage mécanique du plastique (déchiquetage, fonte et reformation) et encourager du même coup l’économie circulaire, des chercheurs de Georgia Tech (Atlanta, États-Unis) ont eu une idée. En s’inspirant des coquillages, et plus particulièrement de la nacre qui les recouvre, le professeur assistant en ingénierie spatiale Christos Athanasiou et son équipe sont parvenus à transformer des matériaux très hétérogènes en produits structurellement robustes. Les différentes étapes de leur projet sont décrites dans le journal PNAS du 12 août 2025.

Des plastiques sous forme de briques et de mortier

La nacre se caractérise par son architecture dite en « brique et mortier ». Des plaquettes minérales rigides (les briques) sont maintenues ensemble par de fines couches de protéines (le mortier). Ces dernières absorbent les déformations subies et redistribuent efficacement la pression. Résultat : la nacre montre peu de défauts à l’échelle nanométrique et possède une grande résistance à la fracture. Les scientifiques de Georgia Tech ont voulu reproduire ce génie de la nature au niveau des plastiques recyclés, afin de « lisser » leurs propriétés mécaniques. En lieu et place du minéral, l’équipe de recherche menée par Christos Athanasiou a utilisé des plaquettes de plastique recyclé. Quant aux protéines, elles ont été substituées par une matrice de polymère molle. Mais avoir de bonnes idées ne suffit pas, il faut ensuite les tester…

Les chercheurs ont fait le choix du film étirable PE-HD (polyéthylène haute densité) pour valider leur hypothèse, la production de ce film dépassant les 4 millions de tonnes par an rien qu’aux États-Unis ! Leur composite de plastique se présentait alors sous la forme suivante : des « briques » en plaquettes de PE-HD scellées dans du « mortier » en PDMS (polydiméthylsiloxane). Cinq spécimens types de 19,5 cm de long pour 5,3 cm de large ont ensuite été testés pour vérifier leurs propriétés. Bonne pioche puisque la variabilité des performances mécaniques était réduite jusqu’à 93 %. À l’avenir, l’usage de tels composites pourrait permettre de baisser les coûts de production des matériaux d’emballage de près de 50 % ! En attendant, Christos Athanasiou et ses collègues travaillent actuellement sur une mise à l’échelle avec davantage de plastiques. Lesquels seraient cette fois, dans un souci de durabilité, appariés à des adhésifs biosourcés.