Depuis que la bakélite a été révélée en 1907 comme le premier plastique synthétique (elle était utilisée comme isolant électrique), cette classe de matériaux légers, solides et malléables a contribué à façonner le monde moderne. Les plastiques sont un ingrédient de base dans la conception et la fabrication des produits, et leur utilisation, notamment comme articles à usage unique tels que les bouteilles d’eau et les emballages alimentaires, est en expansion. Le poids total de plastique produit chaque année s'élève actuellement à plus de 380 millions de tonnes et devrait dépasser les 900 millions de tonnes d'ici 2050.
Mais, tout comme les combustibles fossiles à partir desquels ils sont fabriqués, les plastiques peuvent avoir des conséquences négatives sur l’environnement. D’ici 2050, on estime que 12 milliards de tonnes de déchets plastiques finiront dans les décharges ou pollueront l’environnement naturel. À titre de comparaison, ce chiffre s'élevait à environ 4,9 milliards de tonnes en 2015. Les plastiques usagés constituent également une part importante du combustible utilisé dans les incinérateurs de déchets générateurs d'énergie, qui sont une source d'émissions de carbone. Des films documentaires tels que ceux racontés par David Attenborough ont attiré l'attention sur les dangers environnementaux posés par les déchets plastiques. Les images de bouteilles d’eau jetées étouffant la vie marine ont également contribué à déclencher un tollé général et à propulser la pollution plastique parmi les priorités mondiales.
Bien que de nombreux plastiques portent désormais le symbole du recyclage, dans la pratique, le recyclage des plastiques est brut et gourmand en énergie. Les plastiques recyclés ont tendance à être de moins bonne qualité – ils sont moins résistants – que les plastiques nouvellement fabriqués. De plus en plus, les consommateurs se voient vendre des produits fabriqués à partir de plastiques biodégradables, dérivés de sources végétales ou enrichis d'oxygène et d'autres produits chimiques pour permettre leur décomposition dans l'environnement. Cependant, cela complique les efforts de recyclage, car les plastiques biodégradables ont un effet néfaste sur la qualité des plastiques recyclés et il n'existe aucun moyen fiable pour les usines de recyclage de séparer ces plastiques des autres formes.
La manière de créer des plastiques plus durables est devenue aujourd’hui l’une des questions les plus importantes et les plus urgentes de la chimie. Des chercheurs de nombreux domaines travaillent désormais sur les moyens de réduire les déchets plastiques et d’améliorer leurs chances de recyclage.
Un tel effort est rapporté dans le numéro de cette semaine de Nature. Stefan Mecking et ses collègues de l'Université de Constance en Allemagne décrivent un nouveau type de polyéthylène – l'un des types de plastique à usage unique les plus courants – qui peut être recyclé en récupérant la plupart des matières premières – ce qui est difficile à faire. matériaux existants et technologies de recyclage.
Ce nouveau plastique doit être testé davantage et ses impacts sur les infrastructures de recyclage existantes doivent être évalués. Cela nécessitera un type de technologie de recyclage différent de celui disponible dans les centres de recyclage existants. S’il existe un consensus sur sa nécessité d’être utilisé et s’il peut être étendu à plus grande échelle, il pourrait potentiellement accélérer le passage aux plastiques recyclés. Cela pourrait faire partie de la solution pour rendre l’utilisation des plastiques moins nocive.
Mais la chimie à elle seule ne peut nous mener que jusqu’à un certain point. Si l’on veut réduire la combustion des plastiques et leur accumulation dans les océans et les décharges, l’industrie ne peut pas continuer à fabriquer des plastiques au rythme actuel. Les entreprises doivent assumer davantage de responsabilités quant au cycle de vie complet de leurs produits en plastique. Et pour que cela se produise, les gouvernements devront introduire davantage de réglementations, et un traité proposé par les Nations Unies sur les plastiques doit également aboutir.
Système à sens unique
Les plastiques sont fabriqués en combinant des chaînes de blocs de construction moléculaires simples. Il n’est pas facile de revenir en arrière pour créer des matériaux destinés à être réutilisés, même si les chercheurs ont fait des progrès. Le principal obstacle à l’amélioration du recyclage des plastiques réside dans la manière de rompre les liaisons chimiques de manière systématique et à faible consommation d’énergie afin de récupérer des matériaux de valeur qui peuvent ensuite être utilisés pour fabriquer des plastiques de qualité tout aussi élevée.
Il existe plusieurs façons de donner une vie au-delà aux plastiques. Il s'agit notamment du recyclage mécanique, dans lequel ils sont hachés, fondus et réutilisés comme plastique de moindre qualité. Une autre option consiste à les recycler chimiquement, en brisant les liaisons qui maintiennent ensemble les longues molécules de plastique, créant ainsi des molécules plus petites et utiles qui peuvent être transformées en nouveaux plastiques. C'est sur cette dernière approche, peut-être la plus difficile des deux, que Mecking et ses collègues ont travaillé.
Cette équipe est l'une des nombreuses équipes à travers le monde qui ont tenté de trouver un moyen de recycler le polyéthylène. En utilisant une source renouvelable, Mecking et ses collègues ont fabriqué un matériau robuste semblable au polyéthylène qui contient des groupes chimiques qui peuvent être plus facilement divisés que ceux des plastiques conventionnels, permettant ainsi au matériau d'être déconstruit au stade du recyclage. Les scientifiques ont pu récupérer la quasi-totalité de la matière première grâce au processus de recyclage et, à partir de celle-ci, recréer le matériau de type polyéthylène.
Ce travail fait suite à celui d’une autre équipe, qui a rapporté des résultats similaires en octobre. Susannah Scott, de l'Université de Californie à Santa Barbara, et ses collègues ont utilisé un catalyseur pour aider à briser le polyéthylène en molécules plus petites qui pourraient être utilisées comme éléments de départ pour fabriquer différents types de polymères.
Il s’agit d’une chimie intelligente et d’une recherche vitale. Cette approche doit maintenant être étudiée pour différents types de plastiques et à plus grande échelle. Mais tant que l’utilisation du plastique continuera d’augmenter, le recyclage ne suffira pas à réduire la pollution plastique.
L’industrie en est bien consciente et s’interroge – même si pas autant qu’elle le devrait – sur la question de savoir comment réduire sa production. Un cinquième des entreprises qui fabriquent ou utilisent des emballages en plastique se sont engagées à prendre un engagement appelé New Plastics Economy Global Commitment, créé par la Fondation Ellen MacArthur et le Programme des Nations Unies pour l'environnement. Les signataires promettent d’augmenter le recyclage des plastiques dans le cadre d’un engagement plus large en faveur des principes d’économie circulaire, qui visent à parvenir à une utilisation continue des ressources et à éliminer les déchets. Mais, selon le dernier rapport, les progrès sont inégaux, notamment en ce qui concerne la réduction des emballages à usage unique et l'adoption d'emballages entièrement réutilisables.
De toute évidence, les entreprises doivent être encouragées ou pressées davantage d’agir. S’ils devaient assumer la responsabilité de l’ensemble du cycle de vie de leurs produits en plastique, ils seraient moins enclins à utiliser des matériaux difficiles à réutiliser ou à recycler. À cette fin, un projet de traité mondial, décrit comme l’équivalent de l’accord de Paris sur le climat pour la pollution plastique, doit aboutir. Dans le passé, les traités visant à lutter contre le changement climatique et la perte de biodiversité ont été contestés, voire affaiblis, par certains industriels et par les gouvernements ayant des intérêts dans les combustibles fossiles. L'histoire ne peut pas se répéter ; la planète n'a pas le temps.
Les chimistes ont donné le plastique au monde il y a plus d’un siècle. Mais ces matériaux extraordinairement utiles constituent aujourd’hui une grave source de dégradation de l’environnement. Heureusement, les chimistes du monde universitaire et de l’industrie sont déterminés à trouver un moyen respectueux de l’environnement de décaper les plastiques. Les entreprises et les gouvernements doivent désormais intensifier leurs efforts et assumer leur part de responsabilité dans l’accumulation de déchets plastiques. L’action ne peut pas arriver trop tôt.
Nature590, 363-364 (2021)
est ce que je : https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
