Devenir le pionnier européen du recyclage des déchets de silicone en Europe. C'est l'ambition du spécialiste norvégien des silicones Elkem qui vient d'annoncer la mise en service d'une unité pilote de recyclage chimique, au sein de son site de Saint-Fons, dans le Rhône. Il s'agit d'« un procédé batch par dépolymérisation catalytique en conditions douces (faible température, haute sélectivité, peu de solvants), qui consomme très peu d'énergie par rapport aux procédés actuels, comme la pyrolyse », détaille Joséphine Munsch, responsable du développement durable pour la recherche et la technologie, chez Elkem Silicones.
Cette technologie permet un retour aux oligomères de silicone, sous forme d'huiles égalant les performances et les qualités du silicone vierge, et pouvant être revalorisées telles quelles chez les clients. À l'avenir, la façon de valoriser ces volumes d'huiles recyclées – que ce soit par ségrégation carbone ou via l'approche mass balance – dépendra des besoins et des projets.
« Ce qui est intéressant, lorsque l'on revient à des huiles silicones, c'est que le produit obtenu peut être réutilisé directement par le client, sans qu'Elkem ait eu besoin de remonter aux monomères et de repolymériser. Minimisant ainsi le nombre d'étapes de procédés, Elkem propose un produit véritablement optimisé, du point de vue de l'empreinte carbone », explique la responsable. Aussi, Elkem assure que son huile permet une réduction de l'empreinte carbone de 70 %, par rapport à celle du silicone vierge, à qualité égale et spécifications identiques.
Ce lancement s'inscrit dans le cadre du projet collaboratif « Repos » (Ressourcement Polymères Silicones), dont le consortium, porté par Elkem, est composé d'universitaires – le laboratoire CP2M (Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux), l'Insa et l'IMP (Ingénierie des Matériaux Polymères) – et de deux sociétés françaises, la PME Activation et Processium, rachetée par Technip Energies en 2023. Débuté en 2020, et labellisé par le pôle de compétitivité chimie-environnement Axelera, le projet a bénéficié d'un financement de l'État – via Bpifrance – et de la région, et est retenu dans l'appel à projets « PSPC-Régions ».
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Préparer l'industrialisation
Le procédé actuellement en service à Saint-Fons est le résultat de recherches et de tests, qui ont fait l'objet de cinq demandes de brevets et de publications d'articles scientifiques. Ont été explorées trois voies de synthèse : le retour aux monomères, aux intermédiaires, et aux oligomères, avec des voies par batch et par chimie en flux continu. « Les laboratoires – le CP2M, expert en catalyse, et l'IMP, très axé matériaux – ont vraiment travaillé sur la recherche en catalyse, à savoir choisir un catalyseur permettant d'obtenir la meilleure sélectivité, et ce, pour optimiser chacune des voies de recyclage chimique testées », détaille la responsable.
« Puis, les deux sociétés nous ont aidés à tester ces chimies au niveau pilote et à faire cette première étape de montée en échelle, pour sortir du laboratoire. Activation a travaillé sur l'ensemble des voies et Processium a été présente au niveau de l'optimisation des procédés. Elles ont travaillé de pair avec les laboratoires, dès la phase amont du projet, pour s'assurer d'un alignement et d'une fluidité dans le passage des connaissances. De premiers essais de pilotage industriel ont aussi été menés chez Elkem. En quatre ans, nous sommes ainsi parvenus à porter le projet à maturité pilote » , raconte Joséphine Munsch. Et c'est cette démarche qui a permis de sélectionner le procédé de retour aux huiles oligomères par voie batch.
Dans un premier temps, l'unité servira à mener des essais auprès des clients et à préparer l'industrialisation. Il sera question, d'une part, d'obtenir un retour marché, en livrant des volumes (du kg à la tonne) aux clients cibles – aussi bien des petites entreprises françaises que des grands groupes, particulièrement intéressés par des silicones de spécialité à empreinte carbone réduite, leur permettant de diminuer leurs émissions de scope 3. Et, d'autre part, d'obtenir les données essentielles à la montée à l'échelle industrielle du pilote. Pour l'heure, l'entreprise se limite au recyclage de ses déchets de production interne, « pour une question d'accessibilité, afin de faciliter le lancement du pilote d'un point de vue logistique », nous explique Joséphine Munsch. Par la suite, la technologie a vocation à s'étendre au recyclage des déchets externes postindustriels de ses clients et à celui des déchets postconsommation. « Car le but n'est pas de s'arrêter à notre propre recyclage. L'objectif premier est le client », appuie-t-elle. Et Corinne Béchet, responsable communication chez Elkem Silicones, de préciser qu'Elkem est « déjà en mesure de collaborer avec des clients cibles sur leurs propres déchets et sur la réduction de leur empreinte carbone ».
La poursuite de l'open innovation
Ce projet permet aussi de répondre à l'enjeu de la disponibilité du silicium, matière considérée comme « matériau critique » par l'Union européenne, nous explique Joséphine Munsch. « Recycler du silicone nous permet de rester dans ce monde des polymères, de faire une boucle plus courte, et donc de contrer l'utilisation intensive en énergie du silicium, en offrant une alternative, en partie ou 100 % recyclée », développe-t-elle.
Pour l'heure, Elkem garde confidentiels la capacité de production de son unité pilote et le montant d'investissement qu'a nécessités sa mise en œuvre. « Il s'agit d'une thématique d'intérêt, dans laquelle de nombreuses initiatives et actions se développent. Aujourd'hui, Elkem est le premier “siliconier” à se prémunir d'un tel pilote », justifie la responsable.
Plus largement, le projet Repos s'inscrit dans le cadre de la stratégie climat d'Elkem, dont la feuille de route, annoncée en 2021, vise à réduire ses émissions de GES de 28 %, d'ici à 2031, par rapport à 2020. Et ce, pour abaisser de 39 % en moyenne l'empreinte carbone de ses produits, tout en augmentant les ventes de produits essentiels à la transition écologique.
Outre « Repos », Elkem a lancé, il y a deux ans, le projet « Renov », financé par l'Ademe dans le cadre de France 2030, ciblant le développement de technologies de recyclage mécanique et la réincorporation de déchets de matériaux élastomères, en partenariat avec Hutchinson, Nexans et l'université Claude Bernard Lyon 1. Il participe aussi au projet « Declyc » (Décarboner Lyon vallée de la chimie), désigné lauréat de l'appel à projets ZIBaC, opéré par l'Ademe, ayant pour but de décarboner l'écosystème local au moyen de 1,9 milliard d'euros. Porté par Axelera, et regroupant onze industriels dont Arkema, Suez, Syensqo et TotalEnergies, il vise une baisse de 80 % des émissions de CO2 de la Vallée, d'ici à 2050.
En y participant, Elkem Silicones poursuit une stratégie d'open innovation, que prônait déjà, en 2017, Louis Vovelle, son vice-président senior Innovation et R&D. « Dans la vallée de la Chimie, où l'on bénéficie de tout un réseau de partenaires, nous sommes vraiment au cœur de cette démarche », conclut Corinne Béchet.
