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Recyclage des plastiques
Nos solutions

Dès les années 1990, au moment de l’essor du PET, IFPEN a mené de premiers travaux sur le recyclage chimique des plastiques.

« À l’époque, le besoin sociétal a été satisfait par la mise en place des filières actuelles de traitement par recyclage mécanique, pour lesquelles nous n’avions pas de compétences à proposer : le broyage n’est pas notre métier ! En revanche, notre expertise en chimie et dans le développement de procédés nous permet de nous positionner légitimement sur le recyclage chimique, dont les perspectives de développement, en complément du recyclage mécanique, sont réelles pour certains types de plastiques.

Il est clair que les enjeux du recyclage chimique ne sont pas seulement technologiques, mais aussi économiques : pour le rendre compétitif, il est nécessaire remplir plusieurs conditions :

  • répondre à des limitations propres aux filières du recyclage mécanique,
  • identifier une cible produit dont la valeur ajoutée compensera les coûts du recyclage,
  • disposer d’un gisement de plastique recyclable en quantité suffisante, avec une filière en place pour la collecte, voire le conditionnement des charges en amont du procédé de recyclage.
     

En plus de nos compétences historiques notamment en chimie, nous étudions les filières post-consommation et la chaîne de valeur des produits pour évaluer l’intérêt des opportunités qui se présentent. »

Alexandra Chaumonnot, chef de projet Prospective pour un recyclage chimique des plastiques, IFPEN

 

Dépolymérisation du PET

Si le recyclage mécanique fonctionne bien pour les bouteilles en plastique transparentes, un verrou réside dans le traitement des bouteilles opaques et du PET thermoformé (barquettes alimentaires). IFPEN a ouvert un projet en 2015 pour répondre au besoin de purification destiné à recycler ces matériaux tout en éliminant les pigments et les colorants.
 

Dépolymérisation du PET

« Le recyclage mécanique du PET (polyéthylène téréphtalate) est très performant pour le traitement du PET transparent et incolore. Il permet de produire à nouveau des contenants alimentaires eux-mêmes recyclables : on parle de recyclage en boucle fermée.

Ces mêmes procédés mécaniques sont pourtant confrontés à deux verrous :

  • le mélange de couleurs lors de la collecte des contenants usagés. Le recyclage mécanique ne permet pas de revenir à une matière neutre : le PET coloré ainsi recyclé n'est alors pas réutilisé pour fabriquer des contenants à usage alimentaire. Il entre dans la composition de cerclage (strapping), de fibres ou de textiles techniques. Ces produits ne seront pas recyclables : on parle ici de boucle ouverte,
  • l'émergence de contenants en PET opaque à laquelle on assiste depuis quelques années. Dans le cas du PET opaque, le polymère contient de très fines particules inorganiques comme de l'oxyde de titane. Cette formulation n'est pas compatible avec les filières de recyclage actuelles et, au-delà d’une certaine teneur, le PET opaque met les recycleurs en difficulté.
     

Nous pensons que le recyclage chimique est l'une des solution qui permettra de recouvrer un PET incolore et apte au contact alimentaire à partir de contenants opaques et de barquettes usagées. Nous développons donc un procédé qui permettra de transformer les paillettes de PET coloré, opaque ou thermoformé usagé, en monomère incolore.

Dépolymérisation par glycolyse, dépigmentation et décoloration permettront de revenir à un polymère « pur » dans une boucle de recyclage fermée.

 

Cycle de vie du PET

Nos travaux ont déjà permis :

  • de valider la preuve de concept des éléments clés du procédé à l’échelle laboratoire,
  • de produire le monomère pur à partir de plusieurs dizaines de kilos de paillettes de PET opaque issues des filières de recyclage françaises. Les rendements obtenus dans des conditions opératoires optimisées permettent de confirmer la viabilité technico-économique des options retenues.
     

La prochaine étape consistera, sur un outil fonctionnant en continu à une échelle représentative, à compléter les données nécessaires pour l'extrapolation à l'échelle industrielle

Frédéric Favre, chef de projet Procédé de recyclage du PET, IFPEN
 

Conversion des plastiques vers les coupes pétrolières

Certains types de plastiques (polyéthylène, polypropylène) ne se prêtent pas à la dépolymérisation : IFPEN étudie comment tirer parti de leur recyclage chimique pour produire des coupes de substitution aux hydrocarbures fossiles.

« Nous étudions avec intérêt depuis plusieurs années la filière plastic to fuels (PDF -  880 Ko). Via des procédés classiques de craquage thermique (voire de craquage catalytique ou d’hydrocraquage), il est techniquement possible d’obtenir, à partir de mélanges de plastiques riches en polyéthylène, polypropylène ou polystyrène, des hydrocarbures qui peuvent se substituer aux coupes fossiles.

Si la technologie de conversion est relativement bien maîtrisée, le déploiement de cette nouvelle filière reste soumise à plusieurs verrous :

  • sensibilité à la nature des charges traitées (coût, qualité, quantité),
  • optimisation des purifications en fonction de la valorisation envisagée pour les produits. Faut-il valoriser directement les produits ou les réinjecter dans une raffinerie ?
  • sensibilité de la rentabilité du procédé à la fluctuation des cours du pétrole en l’absence de mécanismes incitatifs.
     

En parallèle, nous mettons notre expertise au service de projets spécifiques comme celui de l’ONG Earthwake de Samuel Le Bihan : nous la conseillons pour la valorisation des produits de conversion issus du réacteur Chrysalis, qu’elle a développé pour produire des carburants issus de déchets plastiques, à destination notamment de l’Afrique. »

Thierry Gauthier, responsable Prospective économie circulaire, IFPEN

 

Purification des polymères par dissolution des plastiques

« Nous instruisons également le recyclage du PVC et des polyoléfines par dissolution : la dissolution par ajout d’un solvant permet en effet d’isoler et de purifier le polymère vierge sans dépolymériser, ce qui peut s’avérer intéressant, particulièrement dans une optique d’optimisation des ACV. »

Alexandra Chaumonnot, chef de projet Prospective pour un recyclage chimique des plastiques, IFPEN

 

Contacts

Slavik Kasztelan

  • Responsable des programmes : "Biomasse vers chimie" et "Pétrochimie".

Thierry Gauthier

  • Responsable Prospective économie circulaire, direction Incubation PME