À Kitakyushu, au Japon, « nous pouvons produire à partir de tout type de déchets de PET un monomère recyclé de haute qualité, d’une pureté équivalente au monomère d’origine, pour diverses applications du PET telles que les emballages alimentaires et les textiles », attaque d’entrée Stéphane Fédou, vice-président économie circulaire des plastiques chez Axens.
D'une capacité de production de 1000 tonnes par an, l'unité semi-industrielle initiée par Axens et Jeplan traite depuis octobre ses premiers déchets plastiques, démontrant l'intégration de leur procédé de glycolyse dans les process de recyclage du PET. Baptisé « Rewind PET », ce procédé doit être validé au premier trimestre 2024 pour une commercialisation au cours de l'année.
Rewind PET offre des avantages distincts par rapport au recyclage mécanique et vient compléter celui-ci. « Sa polyvalence permet au procédé de traiter tout type de déchets plastiques à base de PET, y compris les mélanges complexes et les emballages multicouches, souvent difficiles à recycler mécaniquement », souligne Stéphane Fédou.En mettant l'accent sur la qualité du matériau recyclé, cette approche peut générer des polymères recyclés dont les propriétés mécaniques, et les caractéristiques de barrière et de transparence sont en tout point similaires aux polymères d’origine fossile.
Une boucle de recyclage plus courte
Rewind PET repose sur une dépolymérisation optimisée du PET par glycolyse, suivie d'une purification approfondie du monomère obtenu. Cette méthode permet de revenir à un monomère pur (le BHET), réutilisable dans la production de nouveaux polymères PET. Celui-ci se distingue des techniques de recyclage chimique de PET dites par méthanolyse et hydrolyse principalement par les réactifs chimiques utilisés, les étapes de recyclage et les produits obtenus. La méthanolyse, utilisant du méthanol, génère principalement du diméthyl téréphtalate (DMT). Quant à l'hydrolyse, celle-ci décompose le PET en acide téréphtalique (TPA) et en éthylène glycol.
Axens privilégie ainsi la voie de la glycolyse, qui « offre une boucle de recyclage plus courte, donc une consommation énergétique optimisée et un gain significatif en terme d’impact environnemental par rapport aux autres voies qui nécessitent davantage d'étapes », apprend-on.
Le procédé est mis en œuvre dans une structure d’une trentaine de mètres de côté fraîchement installée dans l'usine existante de démonstration KHP de Jeplan, à Kitakyushu. Dans ce site des paillettes de PET coloré, opaque et des barquettes sont injectées dans une trémie, puis une extrudeuse pousse la charge vers les réacteurs de glycolyse pour démarrer le processus de dépolymérisation.
Les matières passent ensuite par les premières phases de purification de l'unité existante, puis elles sont dirigées vers la nouvelle unité avec des étapes de purification supplémentaires afin d'obtenir le monomère pur. « Nous avons plusieurs étapes de purification car les charges contiennent différents plastiques en plus du PET, et plusieurs contaminants et additifs, précise Stéphane Fédou. À chaque étape de la purification, on élimine certains de ces éléments. »
Vérification des modèles
Cette unité permettra de vérifier le fonctionnement des modèles, notamment cinétiques développés par IFP Énergies Nouvelles, qui seront utilisés pour faire le design des unités industrielles produisant plusieurs milliers de tonnes par an. Le deuxième objectif est de produire des centaines de tonnes de PET recyclé pour permettre à de grandes marques, notamment de l'alimentaire ou du textile, de tester et de fabriquer des bouteilles ou des vêtements de qualité.
Les partenaires testeront également diverses charges à une plus grande échelle. « Nous avons pour l'instant démarré la démonstration sur la base de PET post-consommateurs provenant du packaging essentiellement, donc des bouteilles, du coloré et de l'opaque, et des barquettes. L'an prochain, on va traiter d'autres charges, des films de PET ou bien du textile, pour tester la flexibilité et la robustesse du procédé », ajoute le Vice-président Economie circulaire des plastiques chez Axens.
La démonstration préparera également le passage à la production industrielle en confirmant au producteur de films plastiques Toray les capacités du procédé qui anime son partenariat avec Axens. Pour rappel, les deux sociétés ont annoncé en ce début d'année l'installation d'une usine de recyclage chimique à Saint-Maurice-de-Beynost (Ain) en 2027, traitant initialement 40 000 tonnes de déchets en PET par an, avec une perspective de doubler la capacité à l’horizon 2030.
