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Pour un recyclage chimique des plastiques et de la lignine


Comment réduire le recours aux hydrocarbures pour fabriquer des matières plastiques, des solvants ou des cosmétiques ? Une équipe de l’Iramis (CEA) propose le « recyclage chimique » de divers déchets par « déconstruction » de polymères. Elle a appliqué cette stratégie avec succès à différentes familles de  plastiques et à la lignine extraite de diverses espèces d’arbres. Les procédés mis en œuvre à température et pression ambiantes utilisent des catalyseurs sans métaux et produisent, dans le cas des plastiques, une large gamme de produits chimiques d’intérêt industriel et dans le cas de la lignine, quatre composés aromatiques présents dans les plastiques, les additifs alimentaires ou les cosmétiques.
Publié le 13 octobre 2015

​Parmi les principales composantes du bois, seules la cellulose et l’hémicellulose sont exploitées par les industries papetières et pour l’alimentation animale. Or la lignine, qui représente 30% de la masse du bois, n’est aujourd’hui valorisée qu’à hauteur de 3%, principalement pour produire de la vanilline. Elle représente un « gisement » annuel de molécules organiques de près d’un million de tonnes !

Pour dépolymériser la lignine, des chimistes de l’Iramis ont privilégié la voie de la réduction chimique en observant que les stratégies oxydantes, pratiquées jusque-là, conduisent à un mélange d’une vingtaine de produits. En utilisant des molécules stables et non toxiques (hydrosilanes), ils ont réussi à obtenir seulement quatre produits de dépolymérisation mono-aromatiques à partir de lignine de peuplier, de hêtre et de pin. Ils ont ensuite proposé une modulation des paramètres du procédé afin qu’il converge vers une forme unique de composé aromatique, dérivé du catéchol, qui intéresse le marché des parfums, des cristaux liquides et de la pharmacie. Cette méthode a été validée sur plus de quinze espèces de bois différentes avec des rendements, jusqu’à présent inégalés, de 0,5 à 2,4%.


Valoriser le « continent » des déchets plastiques

Autre « gisement » de molécules, les matériaux polymères ont envahi notre quotidien (emballages, textiles, automobile, etc.) et génèrent en Europe près de 25 millions de tonnes de déchets chaque année. Le Parlement européen a adopté en janvier 2014 une résolution visant à augmenter le taux de recyclage et à réduire l’incinération et l’enfouissement de matières plastiques, jusqu’à supprimer la décharge de matières plastiques en Europe en 2030.

Dans ce contexte, les chercheurs ont mis au point un procédé de dépolymérisation sélective apparenté au précédent et l’ont appliqué à divers matériaux (polyéthylène téréphtalate ou PET, polyacide lactique ou PLA, polycarbonate du bisphénol A ou PC-BPA) à partir d’objets tels que des canettes de soda. Ils ont réussi à le mettre en œuvre avec des mélanges de polymères (PET et PLA), en présence de polystyrène ou de PVC. Ils montrent qu’il est possible, à partir de différentes familles de polymères, d’accéder à une large gamme de produits chimiques, ce que ne permettent pas les procédés concurrents.

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