La gestion des déchets plastiques est devenue un défi écologique, avec une production mondiale dépassant les 400 millions de tonnes par an et un taux de recyclage ne dépassant pas 10 %. Face à leur accumulation croissante dans les océans et les décharges, les scientifiques explorent de nouvelles solutions pour les transformer en ressources valorisables. Parmi celles-ci se trouve le recyclage catalytique, dont l'intérêt réside dans sa capacité à convertir des plastiques en produits réutilisables de haute valeur. Contrairement aux méthodes traditionnelles de recyclage mécanique qui dégradent la qualité de cette matière, ce dernier repose sur des processus chimiques comme l'hydrogénolyse et l'hydrocraquage.
Ces techniques utilisent des catalyseurs pour briser les longues chaînes moléculaires des plastiques et obtenir des hydrocarbures valorisables sous forme de carburants (essence, diesel...) ou de matières premières pour l'industrie chimique. En somme, la manœuvre permet d'améliorer le taux de récupération tout en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles. Et dans le cas des polyoléfines, une famille de polymères qui représente plus de la moitié des plastiques produits dans le monde et qui est particulièrement difficile à recycler, ce procédé pourrait être redoutablement efficace... si l'on y ajoute de l'eau.
Une étude menée par une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Insoo Ro de l'Université nationale de science et technologie de Séoul a en effet mis en évidence un facteur inattendu améliorant le recyclage catalytique des polyoléfines. Ils ont démontré que l'ajout d'eau dans le processus de dépolymérisation, avec des catalyseurs à base de ruthénium (Ru), un métal aux propriétés uniques, améliore considérablement les taux de conversion en carburants.
En étudiant le comportement de divers catalyseurs à base de ruthénium sur différents supports, les scientifiques ont identifié un mécanisme clé. Les catalyseurs combinant des propriétés métalliques et acides présentent une activité catalytique nettement supérieure lorsque l'on ajoute de l'eau à la réaction. Elle joue un double rôle en modifiant les réactions chimiques pour améliorer la transformation des plastiques en hydrocarbures, tout en empêchant la formation de 'coke', un résidu qui encrasse les catalyseurs et réduit leur performance. Les auteurs du rapport ont ainsi atteint un taux de conversion impressionnant de 96,9 % du plastique traité.
Pour évaluer la faisabilité industrielle de cette approche, les chercheurs ont mené en complément une analyse technico-économique et un bilan environnemental. Les résultats ont confirmé que cette technologie pourrait être mise en œuvre à grande échelle de manière rentable. En plus d'améliorer l'efficacité du recyclage, l'ajout d’eau réduirait les coûts opérationnels et prolongerait la durée de vie des catalyseurs. Une alternative, donc, crédible aux méthodes classiques de gestion des déchets plastiques. À terme, les auteurs espèrent que leur découverte pourra permettre de traiter des flux de déchets plastiques mixtes sans nécessiter de tri préalable, rendant le recyclage plus simple et plus économique.
SciTechDaily : https://scitechdaily.com/plastic-pollution-revolution-new-catalyst-technology-converts-waste-into-valuable-fuels/
