Les trois partenaires assurent qu’il s’agit d’une première mondiale : la production de flacons en plastique à partir d’émissions industrielles. Un procédé décrit par Jacques Playe, directeur Packaging & Développement de L’Oréal, comme le "nec plus ultra de l’économie circulaire. Le plastique est non fossile et totalement recyclable".
Cette annonce survient après deux ans de collaboration pour parvenir à la preuve de concept, chacun des partenaires ayant un rôle clé dans la chaîne de valeur : Lanzatech pour la transformation d’émissions industrielles en éthanol, Total pour la conversion de cet éthanol en éthylène puis en polyéthylène, et en bout de chaîne L’Oréal qui utilise ce polyéthylène pour en faire un flacon plastique pour des produits cosmétiques.
Projet d’industrialisation en Europe
A partir de cette première étape, Lanzatech, Total et L’Oréal envisagent désormais d’implanter une chaîne de valeur industrielle pour ce procédé. "Aujourd’hui nous avons produit quelques kilos, l’idée c’est d’industrialiser", confirme Jacques Playe. Valérie Goff, directrice Polymères de Total ajoute que le projet serait implanté "en Europe. Nous regardons beaucoup de sites, notamment en Belgique ou en France". La mise en service serait envisagée à l’horizon 2024 ou 2025.
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Monoxyde de carbone capté depuis une aciérie
A l’origine du projet se trouve Lanzatech. D’origine néo-zélandaise, cette société américaine de biotechnologies est un spécialiste de la fermentation de gaz pour la production, via des procédés biologiques, de produits chimiques et de carburants durables. Le projet actuel découle d’une technologie de Lanzatech et de la mise en place d’une unité industrielle, en 2018, sur une aciérie en Chine, dans la province du Hebei. L’unité permet de récupérer une partie des émissions industrielles de l’aciérie grâce à un tuyau directement placé en bout de la chaîne de production, et non en sortie de cheminée, pour récupérer un maximum de monoxyde de carbone.
Conversion bactérienne en éthanol
Le flux de fumées est ainsi capté, transféré à l’unité adjacente de Lanzatech, compressé puis injecté dans des bioréacteurs. Là, un organisme d’origine bactérienne va se nourrir littéralement du monoxyde carbone et le convertir en éthanol. Le procédé est "continu, il n’y a pas de lots. La bactérie produit l’éthanol, l’eau du bioréacteur est transférée en continu dans une colonne de distillation pour récupérer cet éthanol, et l’eau repart dans le bioréacteur", détaille Jennifer Holmgren, la PDG de Lanzatech.
Lanzatech travaille aussi sur un procédé pour convertir cette fois-ci des émissions de CO2, ce qui nécessite aussi des apports en hydrogène pour la conversion en éthanol via ce procédé. Une unité est en cours de conception en Inde sur un site de raffinage, pour convertir des gaz de raffineries.
Du polyéthylène équivalent à celui d’origine fossile
Jusqu’alors, l’unité produisait de l’éthanol pour la production de biocarburants. A partir de fin 2018, la collaboration avec L’Oréal et Total a ouvert une nouvelle voie, pour la production de polyéthylène, une des plus importantes matières plastiques. Grâce à une technologie de déshydratation développée avec IFP Axens, Total a d’abord permis de trouver la voie pour convertir cet éthanol en éthylène, puis en polyéthylène dont les caractéristiques sont totalement équivalentes à du polyéthylène d’origine fossile. "Le procédé est envisageable pour tous les besoins en polyéthylène, on peut obtenir les mêmes grades, les mêmes dérivés", affirme Valérie Goff.
Flacons de shampoing
Enfin, L’Oréal est parvenu à utiliser ce polyéthylène d’origine inédite en flacons pour des produits cosmétiques, dotés de caractéristiques équivalentes aux emballages de ce type qu’on trouve sur le marché. Et donc recyclable, comme l’est le polyéthylène. Le géant français de la beauté ambitionne aujourd’hui de pouvoir utiliser ce procédé pour fabriquer ses flacons de shampoing à moyen terme.
Construction d’une unité d’éthanol en Belgique
Actuellement, l’unité chinoise de Lanzatech est unique dans le monde. Mais le groupe américain en construit une seconde. "Elle est en cours de construction à Gand, en Belgique, à côté d’une aciérie d’Arcelor Mittal, avec une mise en service estimée pour la fin 2021", précise Jennifer Holmgren. L’unité sera dotée de capacités de 64 000 tonnes par an d’éthanol, soit un peu plus que l’unité chinoise (46 000 tonnes par an). C’est cette unité qui produira les apports en éthanol du projet ambitionné désormais par Lanzatech, L’Oréal et Total pour industrialiser leur nouveau procédé en Europe.
