Pour créer une économie circulaire performante, il est essentiel de recycler ces matériaux. Lorsqu’on parle de recyclage, on pense souvent à des procédés mécaniques, mais ce n’est pas la seule méthode possible. Il existe également le recyclage chimique. Dans cet article, nous examinerons de plus près les différents procédés de recyclage chimiques.
Qu’est-ce que le recyclage chimique ?
Contrairement au recyclage mécanique, le recyclage chimique modifie la structure du plastique. Les polymères sont décomposés en leurs composants d’origine : monomères et hydrocarbures.
La Coalition européenne décrit le recyclage chimique comme suit : les déchets polymères sont transformés en nouveaux matériaux par modification chimique. Ces matériaux sont utilisés comme matières premières pour la fabrication de nouveaux produits. Le graphique suivant illustre la production de plastiques ainsi que les voies de réutilisation et de recyclage.
- Le graphique montre la production de plastiques à partir de pétrole brut ainsi que l’utilisation et la génération de déchets plastiques.
- Les flèches colorées illustrent les méthodes de recyclage.
Les flèches grises représentent la réutilisation des produits sans les transformer.
Les flèches vert clair, fait référence au recyclage mécanique.
Le recyclage chimique est souvent divisé en trois groupes principaux ; représentées par les trois dernières flèches du graphique :
- Recyclage par solvants :
Bien que cette méthode de traitement ne modifie pas la composition chimique des matériaux, elle implique l’utilisation de substances chimiques. Ce procédé essentiellement physique est souvent classé à tort comme une méthode de recyclage chimique. - Dépolymérisation :
Des matériaux tels que le PET, le PA, le PU ou le PLA sont reconvertis en monomères, ils peuvent être utilisés pour produire de nouveaux polymères. L’avantage de cette méthode de traitement est de permettre la fabrication de nouveaux matériaux. Cependant, elle s’accompagne d’une complexité accrue des installations et de besoins énergétiques plus importants. - Conversion thermique (pyrolyse) :
La pyrolyse représente la part la plus importante du marché du recyclage chimique (70 à 80 %). Cette méthode est utilisée pour les polyoléfines telles que le polyéthylène et le polypropylène. Elle permet ainsi de recycler la majorité des plastiques PE et PP.
Lors de la pyrolyse, les plastiques sont reconvertis en pétrole brut synthétique. Ce procédé s’effectue à des températures comprises entre 350 et 700 °C, en l’absence d’oxygène. Les longues chaînes polymères sont alors décomposées en chaînes plus courtes. Pour qu’une partie du pétrole brut synthétique puisse être transformée en plastique, il est nécessaire de répéter l’intégralité de la chaîne de production pétrochimique.
Ainsi, de nouveaux produits pétrochimiques, tels que des carburants, des produits chimiques de base ou du naphta pour la production de monomères, notamment dans un vapocraqueur, peuvent être obtenus à partir de plastiques. Les rendements atteignables pour les nouveaux plastiques varient entre 15 % et 50 %, selon la qualité des matériaux et la chaîne de traitement pétrochimique.
Les taux de recyclage réels pouvant être obtenus grâce au recyclage chimique et susceptibles d’être pris en compte dans les quotas ne sont pas encore réglementés légalement en Europe. Une définition adaptée à l’utilisation d’une approche de bilan massique est en cours d’élaboration et fait l’objet de discussions très controversées. Ce modèle de bilan permet d’attribuer une proportion de contenu recyclé, même si le produit final n’est pas entièrement composé de matériaux recyclés. Les critiques mettent toutefois en garde contre le risque d’induire les consommateurs en erreur et de compromettre la confiance dans les processus de recyclage.
Différences entre le recyclage mécanique et chimique
Le recyclage mécanique transforme les plastiques en granulés. Cette méthode nécessite peu d’énergie et implique de faibles coûts d’investissement, tout en permettant des économies significatives en termes d’empreinte carbone. Contrairement aux idées reçues, le recyclage mécanique peut également produire des produits finis de haute qualité, notamment des emballages alimentaires.
Le recyclage chimique, quant à lui, repose sur l’utilisation de réacteurs et de catalyseurs à haute température. Il est destiné à être utilisé lorsque le recyclage mécanique atteint ses limites. Cependant, les procédés chimiques nécessitent davantage d’énergie et génèrent des émissions de gaz à effet de serre.
Les procédés mécaniques servent également à préparer les matériaux destinés au recyclage chimique. La pyrolyse est principalement utilisée pour traiter les déchets issus du sac jaune, tels que les emballages en PP et en PE. Cependant, ces derniers doivent d’abord être préparés par des procédés mécaniques avant de pouvoir être recyclés chimiquement. Idéalement, les deux méthodes se complètent plutôt qu’elles ne se concurrencent. Cela n’est toutefois possible que lorsque les matériaux appropriés sont transférés vers le procédé de recyclage mécanique, plus efficace, tandis que le recyclage chimique exploite de nouveaux flux de matériaux auparavant non recyclables.
Le recyclage mécanique est cependant souvent critiqué. On prétend que les traitements répétés raccourcissent les chaînes polymères, ce qui entraîne la production de matériaux de qualité inférieure. Le recyclage chimique, pour sa part, offre des produits de meilleure qualité, notamment pour les emballages alimentaires.
L’un des inconvénients du recyclage chimique est que seule une proportion relativement faible du plastique peut être transformée en plastique, par exemple par pyrolyse. On le présente souvent comme un « cycle parfait », ce qui est faux. Une idée reçue, aujourd’hui dissipée, voulait que le recyclage chimique puisse produire des plastiques de qualité vierge, même à partir de matières premières de très mauvaise qualité. Ce n’est évidemment pas le cas ; même dans le recyclage chimique, la qualité des matières premières est essentielle à la réussite du procédé.
Où le recyclage chimique atteint-il ses limites ?
Tout comme le recyclage mécanique, le recyclage chimique présente ses propres limites. Il ne permet pas de transformer des matériaux de mauvaise qualité en produits de haute qualité. Des méthodes comme la pyrolyse, tout comme le recyclage mécanique, exigent des flux de matières relativement précis, bien que l’acceptation de fractions mixtes soit légèrement plus élevée. Par exemple, la pyrolyse ne peut traiter que les polyoléfines et éventuellement les polystyrènes. L’utilisation d’autres matériaux pose en revanche problème. Le PET, par exemple, contient de l’oxygène dans sa structure chimique, qui serait libéré lors de la pyrolyse. Comme ce procédé se déroule avec perte d’oxygène, le PET ne peut pas être transformé. La transformation du polyamide libère de l’azote, dont la présence dans le réacteur entraîne la formation de composés dangereux. Quant au PVC, il contient du chlore, un élément dangereux. Par conséquent, les flux de matières sont limités aux deux matériaux (polyoléfines et polystyrènes).
De même, la dépolymérisation chimique des polyesters permettrait, en théorie, de traiter des flux de matières fortement contaminées (comme les textiles post-consommation). Cependant, en pratique, cela implique d’énormes efforts techniques. La viabilité économique n’est atteinte que si les rendements obtenus sont élevés. Cela nécessite un tri, un traitement et un nettoyage minutieux des flux entrants. La situation est similaire avec le recyclage assisté par solvant.
Quel est l’impact du PPWR sur le recyclage chimique ?
Le Règlement sur les déchets d’emballages plastiques (PPWR) a des répercussions majeures sur l’industrie du recyclage. À partir de 2030, puis plus encore en 2040, les plastiques destinés au contact des denrées alimentaires seront soumis à une réglementation plus stricte, incluant des quotas minimaux de contenu recyclé. Cela représente un levier important pour l’industrie du recyclage chimique, selon la reconnaissance future du contenu recyclé issu du recyclage chimique. À ce jour, le traitement chimique n’est pas encore reconnu comme une forme de recyclage au sens réglementaire du terme.
Le recyclage chimique, une clé pour l’économie circulaire ?
Le recyclage chimique peut venir en complément du recyclage mécanique, notamment pour les plastiques difficiles à recycler. Si le recyclage mécanique est rentable et économe en énergie, il présente toutefois des limites lorsqu’il s’agit de matériaux contaminés.
Le recyclage chimique offre ici des avantages, en décomposant les polymères en leurs éléments constitutifs de base. Néanmoins, les technologies actuelles font face à plusieurs défis majeurs :
- Une consommation énergétique élevée et des émissions importantes,
- Un cadre juridique encore flou pour la reconnaissance des quotas de recyclage,
- Un manque d’efficacité économique et des taux de recyclage limités
Pour contribuer pleinement à l’économie circulaire, le recyclage chimique doit être davantage développé, avec des normes claires, une plus grande transparence et une meilleure empreinte environnementale. En attendant, le recyclage mécanique reste la solution la plus efficace et la plus durable pour la majorité des plastiques.
Article rédigé par notre partenaire PureLoop.
