Les chercheurs appellent à une action mondiale pour lutter contre le mélange complexe de produits chimiques qui entrent dans les plastiques et pour une plus grande transparence sur ce qu’ils sont. L’identification et la gestion des produits chimiques dans les plastiques seront essentielles pour lutter contre les déchets, affirment-ils.

Des discussions ont commencé en décembre sur un traité mondial sur les plastiques pour aborder le cycle de vie complet des plastiques. Les négociateurs se réunissent également actuellement pour déterminer comment créer un groupe de politique scientifique chargé de conseiller les gouvernements sur la pollution chimique et les déchets.

Le défi réside dans la complexité et la diversité des plastiques, explique Zhanyun Wang, dont les recherches antérieures ont permis d’identifier plus de 10 000 produits chimiques susceptibles d’avoir été utilisés dans la production de polymères. « Peut-être devrions-nous essayer de repenser pourquoi nous utilisons différents types de formulations pour des applications fondamentalement très similaires. La diversité est-elle nécessaire ? » demande sa co-auteure Antonia Praetorius, chimiste environnementale à l’Université d’Amsterdam.

Environ 40 % des plastiques produits dans le monde sont utilisés dans les emballages, et seulement 14 % d’entre eux sont collectés pour être recyclés. La législation visant à rendre les producteurs responsables des emballages qu’ils mettent sur le marché – déjà courante dans l’UE – entre en vigueur au Royaume-Uni cette année. Éventuellement, les frais seront ajustés en fonction de la recyclabilité des emballages. Les additifs tels que les encres, les pigments et les adhésifs affectent tous le recyclage mais, à l’exception des plastiques de qualité alimentaire, il n’existe actuellement aucune réglementation sur les matériaux à utiliser.

Il y a un besoin de « chimie compatible », dit Lynsey Maddison, qui travaille sur le développement de produits chez le fabricant d’emballages flexibles, ProAmpac. «Une partie de la poussée d’une grande partie de la législation récemment est de minimiser la contamination. Il s’agit essentiellement de concevoir des produits pour vous offrir la meilleure qualité de recyclage plutôt que nécessairement de concevoir pour avoir un impact.

Plus écologique par conception

L’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) a développé des pointeurs pour intégrer la chimie durable dans le processus de conception des plastiques. Par exemple, lors de la conception d’une bouteille de détergent, les fabricants doivent tenir compte de la recyclabilité du polymère et déterminer si les propriétés de barrière peuvent éviter l’utilisation inutile d’additifs. Il tourne maintenant son attention vers le contenu chimique des plastiques recyclés, pour déterminer ce qui se passe lorsque différents matériaux sont mélangés et si des produits chimiques supplémentaires sont introduits pendant l’utilisation. « Dans un monde idéal, nous aurions une idée très précise des apports. Et puis vous auriez des techniques et des moyens de vérifier les sorties du recyclat», suggère Eeva Leinala, chimiste de l’environnement à la direction de l’environnement de l’OCDE.

‘Nous classons [plastics] comme un simple polymère de base et en fait, ce sont des mélanges compliqués de choses et les additifs sont divers et remplissent des rôles et des fonctions différents », explique Michael Shaver, chimiste des polymères à l’université de Manchester. « Lorsque nous pensons au recyclage, si nous n’en savons pas assez sur la composition pour trier, nous commençons à mélanger ces matières premières ensemble [and] vous avez maintenant un tout autre niveau d’additifs différents. Certains d’entre eux ne seront pas pertinents pour votre nouvelle application finale. Certains pourraient se faire concurrence, d’autres pourraient réagir les uns avec les autres et créer de nouveaux risques.

Simplifier ces mélanges est un défi majeur pour maximiser le nombre de fois qu’un polymère peut passer par un processus de recyclage mécanique avant de devoir être soumis à un processus chimique plus énergivore, comme la dépolymérisation ou la pyrolyse.

« Tout part du point de fin de vie et remonte la chaîne, car nous devons concevoir pour quoi [recyclers] peut gérer actuellement,’ dit Maddison. ProAmpac remplace les stratifiés de matériaux mixtes par des matériaux à base de polyéthylène qui sont laminés avec un adhésif conçu pour être compatible avec les couches de polymère et la technologie de recyclage. Cela signifie que l’adhésif n’a pas besoin d’être séparé afin que l’emballage puisse être recyclé comme une seule unité. Mais changer de matériau provoque d’autres conflits pour les concepteurs. « Les problèmes surviennent en essayant de faire correspondre la résistance à la chaleur que vous obtenez d’un polyester avec la résistance à la chaleur que vous pouvez obtenir d’un polyéthylène », explique Maddison. Le point de fusion d’un polyéthylène (70–80°C) est bien inférieur à celui d’un polyester (environ 220°C). «Lorsque ce matériau arrive sur les chaînes d’emballage des clients, en particulier lorsqu’ils emballent à grande vitesse – vous avez tendance à emballer à des températures élevées – c’est pourquoi les polyesters ont été utilisés en premier lieu. Nous avons donc dû examiner très attentivement tout l’aspect de cette chaîne.

Miser sur un meilleur recyclage

La coordination et la transparence tout au long des chaînes d’approvisionnement sont nécessaires pour parvenir à la circularité. Cela s’est produit dans une certaine mesure avec les bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET), où les acteurs de l’industrie et les recycleurs ont convenu d’un ensemble de principes de conception, afin que les bouteilles de différents fabricants puissent être recyclées. Toute nouvelle innovation est testée pour évaluer si elle interfère avec le recyclage.

Mastercard adopte une approche similaire aux cartes bancaires. « En tant que non-chimiste, [this] est la pièce la plus fondamentale – mieux concevoir les produits en premier lieu. Regardez les matériaux et pensez à la fin de vie », explique Joe Pitcher, qui dirige le programme de cartes durables chez Mastercard. « Nous réfléchissons maintenant à la composition de cette carte, à la manière dont les cartes sont construites, à partir de quels matériaux et à ce qui leur arrive lorsqu’elles expirent. »

La majeure partie des six milliards de cartes bancaires fabriquées chaque année sont composées de plusieurs couches de PVC. Leur production est responsable de plus de 100 000 tonnes d’émissions de gaz à effet de serre et ils contaminent les décharges lorsqu’ils sont jetés. Mastercard travaille avec des institutions financières et des fabricants de cartes pour proposer des alternatives, telles que des plastiques recyclés, et propose désormais une gamme d’options plus durables. Mais même ces options ne permettent pas un recyclage simple en raison des métaux dans la puce et l’antenne qui permettent les transactions sans fil.

Maintenant, Shaver et ses collègues de l’Université de Manchester ont créé un processus de recyclage chimique pour les cartes fabriquées à partir de PET modifié au glycol, qui permet de récupérer tous les métaux précieux incorporés. L’équipe évalue actuellement les impacts environnementaux du processus, mais le modèle commercial semble prometteur. « De toute évidence, vous avez un meilleur taux de retour de carte dans l’ensemble. Il y a donc plus de valeur dans le plastique. Mais finalement, dans la puce, vous avez de l’or, de l’argent, du cuivre, du nickel. Et lorsqu’ils peuvent être vraiment séparés, ils peuvent assez bien financer le programme », explique Pitcher.