Et si le recyclage des plastiques pouvait se passer de tri ?

Recycler des déchets plastiques sans avoir à les trier au préalable : c’est l’objectif d’une technologie développée par le Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM), avec plusieurs organismes de recherche et universités sud-coréens. Le procédé vise notamment les flux de plastiques mélangés, difficiles à recycler mécaniquement parce qu’ils associent plusieurs polymères et peuvent contenir des additifs, des étiquettes, mais aussi d’autres contaminants.

Cette innovation repose sur le plasma, un gaz ionisé porté à très haute température. Les chercheurs ont développé une torche fonctionnant avec de l’hydrogène à 100 %, capable d’atteindre entre 1 000 et 2 000 degrés Celsius. À ces températures, les longues chaînes moléculaires constituant les plastiques sont rompues extrêmement rapidement, avec un temps de réaction annoncé inférieur à 0,01 seconde.

L’objectif n’est pas simplement de décomposer les plastiques en une multitude de molécules. Le procédé cherche à orienter la réaction vers des composés déterminés, principalement l’éthylène et le benzène, deux molécules utilisées comme matières premières dans la fabrication de nouveaux produits chimiques et plastiques.

Cette approche se différencie de la pyrolyse conventionnelle, qui chauffe généralement les plastiques entre 450 et 600 degrés Celsius. Selon le KIMM, cette dernière produit un mélange de plus d’une centaine de sous-produits chimiques, dont une fraction seulement, comprise entre 20 et 30 %, peut être directement valorisée. Le plasma à très haute température doit au contraire accélérer la rupture des polymères et favoriser la formation des molécules recherchées.

Le choix de l’hydrogène joue un rôle central. Les chercheurs expliquent qu’une partie du problème des procédés à très haute température réside dans la formation de carbone et de sous-produits indésirables. En utilisant une torche alimentée exclusivement par de l’hydrogène, ils cherchent à limiter cette formation et à améliorer la sélectivité du procédé.

Une étape décisive avant l’industrialisation

Selon les résultats communiqués par le KIMM, la sélectivité du procédé pour l’éthylène et le benzène peut atteindre 70 à 90 %, tandis que le rendement en éthylène dépasse 70 % dans certaines conditions. Après purification, plus de 99 % des produits obtenus pourraient être récupérés sous la forme de matières premières de haute pureté pour la fabrication de plastiques. Le procédé serait également capable de traiter les cires issues de la décomposition, avec une sélectivité annoncée supérieure à 80 %.

Ces chiffres restent toutefois des performances expérimentales réalisées en laboratoire. Ils ne permettent pas à eux seuls de déterminer comment le procédé se comportera pendant plusieurs milliers d’heures avec des volumes importants de déchets hétérogènes. C’est précisément l’enjeu de la prochaine étape. Le consortium piloté par le KIMM prévoit de procéder à des essais sur un site pétrochimique situé à Yeosu, dans le sud de la Corée du Sud. Ce grand complexe industriel a été sélectionné car il concentre des activités susceptibles d’utiliser les molécules produites par le procédé.

Les performances annoncées ne doivent toutefois pas être confondues avec le niveau de maturité de la technologie. Si le procédé a dépassé la simple preuve de concept, il doit à présent franchir l’étape de la démonstration préindustrielle. Le principal défi consiste désormais à démontrer que l’ensemble du procédé peut fonctionner durablement, à une échelle suffisamment importante et avec un modèle économique compatible avec une exploitation industrielle.

Si cette étape est franchie, l’intérêt du procédé pourrait être considérable, car il permettrait de transformer des déchets plastiques difficiles à recycler en matières premières utilisables pour fabriquer de nouveaux produits, tout en réduisant la dépendance au tri préalable. Selon le KIMM, les essais pilotes ont déjà démontré la faisabilité économique du procédé, avec un coût de production de l’éthylène comparable à celui des matières premières conventionnelles.