Face aux défis de l'économie circulaire, le recyclage chimique monte en puissance

La loi relative à la lutte contre le gaspillage et à l’économie circulaire a été définitivement adoptée par le parlement le 30 janvier. Visant à « redéfinir nos modes de consommation » et à impliquer davantage les industriels dans la mise en place d’une économie favorisant le recyclage et le réemploi, le texte, porté par le ministère de la Transition écologique et solidaire, contient certaines mesures fortes comme l’interdiction progressive des emballages plastiques à usage unique d’ici à 2040 et l’incitation à « tendre vers un objectif de 100 % de plastiques recyclés d’ici à 2025 ». Objets de vifs débats en fin d’année dernière, ces mesures aux échéances proches apparaissent bien ambitieuses. Tant au regard de la situation actuelle du recyclage que des capacités technologies du secteur.

En matière de recyclage des plastiques, la France est bien loin des 100 %. Selon les chiffres 2018 présentés mi-janvier par l’organisme européen PlasticsEurope, qui regroupe les principaux producteurs de matières plastiques, le taux de recyclage n’est que de 24,2 %. Ce qui signifie que plus des trois quarts des déchets plastiques collectés sont soit incinérés pour être valorisés en énergie, soit mis en décharge. Certes, l’Hexagone est un mauvais élève par rapport à ses voisins européens – le taux de recyclage moyen de l’Union est de 32,5 % (+ 1,4 point par rapport à 2016) –, mais les meilleurs sont, eux aussi, loin des 100 %. La Norvège, avec 45%, se classe en tête, et un seul autre pays dépasse les 40 %.

Les limites du recyclage mécanique

Si les plastiques sont en théorie intégralement recyclables, la pratique se heurte à un obstacle de taille : les limites du recyclage mécanique face à la multiplicité des matières en circulation. Le recyclage s’effectue selon un tri des différentes familles de plastiques (polyoléfines, polyesters, polyamides…) qui commence avec la collecte sélective auprès des ménages et se poursuit à l’aide de technologies comme le tri optique, le tri par flottaison dans le cas des bouteilles, ou encore le tri densimétrique. Ces étapes permettent d’obtenir différents ensembles de déchets, chacun étant relativement homogène en termes de matériau, qui sont ensuite broyés, fondus et extrudés pour retourner à l’état de granulés. Ceux-ci seront utilisés soit tel quel par les plasturgistes, soit, le plus souvent, en mélange avec du polymère « vierge ».

Encore faut-il que la qualité des granulés soit suffisante, c’est-à-dire que le tri ait été efficace. Or il relève parfois du casse-tête. « De nombreux produits et emballages sont souvent composés de plastiques multicouches, mêlant intimement différentes matières et rendant la séparation impossible. Par ailleurs, la présence de pigments pour la coloration ou d’additifs – plastifiants et stabilisants pour conférer certaines propriétés au matériau – vient perturber les flux et la qualité de la matière en sortie de centre de recyclage », pointe Fabrice Bertoncini, le responsable du programme de recherche et d’innovation sur le recyclage de l’Institut français du pétrole Énergies nouvelles (Ifpen). Ainsi, un grand nombre de produits plastiques en fin de vie ne sont pas pris en compte par les centres de recyclage sous peine de réduire d’une manière trop importante la qualité du polymère en bout de chaîne.

Les industriels se tournent donc désormais vers les solutions de recyclage chimique. Ces technologies, connues depuis déjà quelques années, mais qui avaient du mal à trouver une rentabilité économique, permettent d’agir directement sur la matière plastique pour la séparer des autres composants. Agissant par dissolution, dépolymérisation ou conversion [lire l’encadré], ces technologies permettent de remonter le cycle de la matière première en produisant le polymère, le monomère ou de l’huile d’hydrocarbure. « Chaque procédé correspond à des boucles de valorisation plus ou moins longues, explique Fabrice Bertoncini. Plus nous remontons dans le cycle de la matière, plus le synthon obtenu devra être retransformé pour redevenir un polymère. » Une boucle courte minimise cette retransformation, mais impose un tri des déchets plus poussé. « Le retour aux huiles d’hydrocarbures grâce au processus de conversion permet de mélanger tous les types de plastiques, tandis que la récupération du polymère nécessite d’isoler un gisement de matière spécifique pour lui appliquer un traitement », détaille Fabrice Bertoncini. En somme, le recyclage chimique permet de s’adapter à la qualité du tri, contrairement au recyclage mécanique.

Premiers résultats prometteurs

De nombreux projets à l’échelle européenne ont fleuri ces dernières années pour tester les procédés de recyclage chimique. Le projet ChemCycling du chimiste allemand BASF, qui a débuté fin 2018, utilise ainsi un procédé reposant sur la conversion par pyrolyse pour produire des polyamides (PA). BASF s’est notamment associé à Schneider Electric et le constructeur automobile Land Rover pour tester la qualité des produits réalisés à partir de PA recyclé. De son côté, Ineos Styrolution a dévoilé, fin 2019, les premiers résultats de son projet Resolve, qui vise à dépolymériser les déchets de polystyrène pour en récupérer la brique de base, le styrène. Enfin, en France, le groupe Total s’est associé, en décembre 2019, aux géants de l’alimentaire Nestlé et Mars, pour monter une unité pilote dédiée au recyclage par pyrolyse des emballages multicouches. Si ces différents projets doivent encore faire la preuve de leur rentabilité économique, les premiers résultats sont jugés prometteurs. L’Ifpen, qui est en train de se mobiliser sur le recyclage chimique et devrait annoncer d’ici à juin des partenariats majeurs dans ce domaine, compte avoir un impact important. Ce ne sera pas de trop.