Depuis Archimède, l’histoire des sciences est remplie de moments eurêka. C’est également arrivé à un groupe de chercheurs danois. Ils ont découvert qu’il existait un moyen très simple de recycler le polyuréthane (PU), considéré comme non dégradable. « Nous avons été très surpris qu’il soit si facile de déconstruire un matériau aussi élaboré. Nous ne nous attendions pas à cela », déclare Steffan Kvist Kristensen.
Il est maître de conférences au Université d’Arhus et fait partie du groupe qui a trouvé un moyen de recycler chimiquement le PU. Le polyuréthane est une matière plastique qui est utilisée dans de nombreux objets de notre vie quotidienne. Comme pour les matelas, juste pour donner un exemple. Vous pouvez également utiliser le PU comme matériau d’isolation dans les réfrigérateurs. Les possibilités d’application sont pratiquement infinies. Le PU est fabriqué à partir de pétrole brut. Jusqu’à présent, il n’existait aucun moyen efficace de décomposer le plastique en matériau de base pour de nouveaux produits.
À leur propre surprise, les scientifiques danois ont trouvé une solution simple à ce problème. En chauffant de l’alcool tert-amylique avec de la potasse caustique dans un récipient à 225°C, le composé polyuréthanne semble se dégrader. De cette façon, vous pouvez revenir au point de départ de la synthèse PU. Après ébullition du matériau, les composés de base polyols et précurseur d’amine sont obtenus, qui forment ensemble le polyuréthane. Les scientifiques danois qui y travaillent Groupe RePURpose, ont réussi à décomposer vingt types différents de polyuréthane. La méthode est maintenant brevetée.
Le pouvoir du polyuréthane
La haute résistance du PU est l’une des principales contraintes pour trouver des moyens de le réutiliser. La structure chimique du polyuréthane consiste en des liaisons fortes entre les molécules.
“Je prends toujours une bouteille d’eau comme exemple lorsque je dois expliquer à quel point il est difficile de recycler le PU”, commence Kristensen. « Il est fait de plastique thermique, ce qui signifie que vous pouvez le faire fondre et le façonner pour obtenir de nouveaux matériaux. Le PU est un plastique thermodurcissable qui n’a pas de point de fusion. Si vous essayez de le liquéfier, il brûle.
En raison de ce problème, le recyclage mécanique a été jusqu’à présent l’un des principaux moyens de réutiliser le polyuréthane. Le matériau est brisé en morceaux. Les flocons de PU résultants peuvent être utilisés comme charge dans l’industrie de la construction ou, par exemple, pour fabriquer une sous-couche de tapis. Comme d’autres solutions moins courantes, cette méthode n’a pas encore fait son chemin, car la majorité du polyuréthane finit toujours dans les décharges ou est incinérée.
Une découverte en amène une autre
L’équipe danoise a essayé plusieurs procédures avant de faire la percée. L’année dernière, les chercheurs ont décomposé le polyuréthane avec iridium– dans de catalyseur au manganèse en combinaison avec de l’hydrogène. Mais bien qu’efficaces, les deux options se sont avérées ne pas être la méthode appropriée. « L’iridium est trop cher. Ce ne serait pas faisable à l’échelle industrielle. Bien que le manganèse soit plus efficace, il présente de nombreux inconvénients. Nous pensions pouvoir déconstruire le PU de manière plus simple », se souvient Kristensen.
Ces expériences ont ouvert la voie à l’op potassium méthode basée. Comme le métal agissait comme un catalyseur, les chercheurs ont remarqué qu’une autre réaction impliquant le solvant alcoolique se déroulait en arrière-plan. Des mois d’efforts pour trouver la bonne plage de température, les bons additifs et s’assurer qu’une impureté matérielle n’était pas à l’origine du phénomène ont conduit à la méthode qu’ils viennent de découvrir. La solution à base d’alcool s’est avérée aussi puissante que la solution catalysée par un métal, tout en étant moins chère.
Le monde ne peut pas s’en passer
L’économie mondiale ne peut pas encore fonctionner sans PU. Le marché mondial des polyuréthanes a dépassé 24 millions de tonnes en 2020. Les prévisions indiquent une augmentation à 29 millions de tonnes en 2029. La demande croissante du secteur de la construction – compte tenu des propriétés isolantes pour l’efficacité énergétique des bâtiments – et du secteur automobile stimule la demande. Le PU semble actuellement irremplaçable. Les qualités du matériau sont encore inégalées, principalement parce qu’il est bon marché à produire.
Par exemple, la production d’un kilogramme de PU produit 3,5 kg de CO2 dans l’atmosphère. En cinquante ans, il peut absorber cent fois plus d’équivalent dioxyde de carbone. Un panneau PU de 1,6 cm d’épaisseur est aussi isolant qu’un mur en béton de 1,34 mètre d’épaisseur. Il n’est peut-être pas possible d’arrêter de l’utiliser, mais des pratiques efficaces de recyclage du polyuréthane pourraient aider à changer les habitudes.
Des flux de déchets bien définis
S’il est pratique et potentiellement adapté à l’industrie, c’est toute la chaîne du recyclage qui est à repenser. « Que se passe-t-il si le PU est contaminé par d’autres matériaux ? Obtenir des flux de polyuréthane plus purs et plus uniformes aide à déconstruire et à recycler davantage le matériau », explique Kristensen.
« Un flux uniforme de déchets de matelas, par exemple, faciliterait leur recyclage en nouveaux. Les produits en PU recyclé ont les mêmes propriétés que les nouveaux matériaux. S’il y a un mélange de différents matériaux, il devient plus compliqué d’obtenir un flux de déchets uniforme.
À cet égard, toutes les initiatives prises par les municipalités – comme la collecte de vieux réfrigérateurs – peuvent faciliter la fermeture du cycle de circularité. Il existe de nombreuses solutions pour améliorer les flux de déchets. Dans une étude de la Université de Wageninguen Les scientifiques ont souligné que l’utilisation du même type de plastique pour les bouteilles et les bouchons peut conduire à un produit recyclé plus pur et de meilleure qualité.
Le problème du plastique est loin d’être résolu
Le même document a souligné que les décisions politiques de toutes les parties de la chaîne – entreprises d’emballage, municipalités et entreprises de tri et de recyclage – ont le potentiel de promouvoir la circularité.
Au total, une bonne gestion de la chaîne de recyclage – avec une meilleure coopération entre toutes les parties impliquées – peut faire toute la différence. Quelque chose avec lequel Kristensen est d’accord. « Le recyclage du plastique n’est pas un problème qui ne peut être résolu que par une seule avancée technologique comme celle que nous avons réalisée. Tous les acteurs doivent participer, sinon ce ne sera pas résolu », conclut-il.
