La biotechnologie pour décomposer une mer de déchets

Les technologies de recyclage actuelles sont limitées pour les polymères plastiques, ce qui entraîne soit des recyclages de mauvaise qualité, soit des coûts de traitement élevés. Mais les enzymes offrent maintenant une lueur d’espoir depuis la découverte au Japon il y a déjà de ça, quelques années de la bactérie « Ideonella sakaiensis », cette enzyme « mangeuse de plastiques ». Travaillant avec le PET plastique commun, une entreprise française tente de prouver que les approches biotechnologiques peuvent boucler la boucle dans le cycle de vie du matériau. Ils espèrent pouvoir bientôt recycler le plastique à l’infini et à un prix abordable.

Les plastiques sont d’excellents matériaux, déclare Martin Stephan, « Ils sont bon marché et faciles à fabriquer, et ils peuvent avoir de nombreuses propriétés différentes ». Bien sûr, le PDG de la société française de chimie verte biotech Carbios SA est également très conscient qu’il y a un revers à tous les aspects pratiques – une litière presque indestructible. « Nous avons trop longtemps négligé la fin de vie des plastiques « , ajoute-t-il.

Dans une étude récente publiée dans Science, les chercheurs américains Jeanette Garcia et Megan Robertson ont constaté que » bien qu’il existe des incitations importantes pour le recyclage des plastiques, les options de traitement en fin de vie sont en pratique assez limitées « . Ils estiment que l’équivalent en énergie de 3,5 milliards de barils de pétrole – d’une valeur actuelle d’environ 176 milliards de dollars US – pourraient être économisés si nous recyclions tous les déchets solides en plastique de la planète. Le problème le plus pressant est celui des matériaux d’emballage en plastique, qui représentent près de 60% de la montagne de déchets plastiques générés chaque année en Europe. Seuls 14 % des déchets d’emballages à base de polymères sont collectés pour être recyclés à l’échelle mondiale. L’Europe gère environ 30-40%.

Fermeture de la boucle avec du PET

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles le recyclage n’est pas plus répandu. Le tri des déchets est coûteux et prend beaucoup de temps, et le recyclage exige beaucoup d’énergie. Les technologies de recyclage disponibles ne fonctionnent également que pour quelques polymères différents. Et surtout, la qualité des matériaux recyclés est souvent pire que les originaux à base de bio ou d’huile. C’est là que Carbios intervient. L’équipe française de 19 personnes affirme avoir développé une nouvelle technologie pour le recyclage du polyéthylène téréphtalate (PET) qui est véritablement circulaire. Martin Stephan explique que la méthode prend en charge le problème de la perte de qualité, et estime que Carbios peut « apporter beaucoup de valeur à la chaîne de valeur du PET ».

Environ la moitié de tous les plastiques solides produits annuellement sont utilisés une seule fois avant d’être jetés à la poubelle. C’est 150 millions de tonnes gaspillées. Le PET est l’un des plastiques les plus courants et les plus importants. Il est principalement utilisé pour les fibres synthétiques et les bouteilles. « L’Europe de l’Ouest consomme environ 4,3 millions de tonnes de PET par an « , explique Stephan. « Selon les estimations, environ 2,7 millions de tonnes ne sont pas recyclées, mais aboutissent dans des décharges ou sont incinérées. Nous pensons exploiter une énorme source de matières premières inutilisées. » Il s’empresse de souligner que Carbios n’est pas en concurrence avec les autres technologies de recyclage actuellement disponibles : » C’est juste une autre solution, mais cette approche est la seule qui ouvre la voie au recyclage à l’infini « .

Fissuration de l’espace plastique

Ce qui rend le procédé Carbios unique à ce stade, c’est qu’il est basé sur des enzymes. « Je pense que nous sommes les premiers à créer un nouvel espace pour l’utilisation des enzymes, à savoir l’industrie du plastique. Nous avons l’ambition de le faire à l’échelle commerciale « , dit Stephan. « Je pense que nous sommes les plus avancés avec notre technologie. Et il n’y a aucun doute que nous sommes la seule entreprise dont le processus est adapté au marché. »

Les enzymes dans l’ensemble de l’industrie du recyclage ne sont pas une idée nouvelle. Les entreprises danoises Novozymes et Ørsted ont mis au point une usine de conversion et de recyclage des déchets en biogaz qui repose sur des enzymes liquéfiant les composés organiques dans les déchets ménagers mixtes. « Il n’y a pas de détails sur le mélange d’enzymes car il s’agit d’informations commercialement sensibles », a déclaré Hannes Reuter, responsable de New Bio Solutions chez Ørsted à European Biotechnology.

Enzyme « Ideonella sakaiensis »

La plus grande usine dite Renescience, qui peut traiter 15 tonnes de déchets à l’heure, s’apprête à ouvrir ses portes à Northwich (Royaume-Uni).

Plusieurs autres entreprises travaillent sur des stratégies basées sur les biotechnologies pour récupérer les métaux des déchets électroniques ou isoler les fibres de carbone des matériaux composites mis au rebut.

Mais des enzymes qui pourraient décomposer les plastiques à une échelle qui s’attaque au torrent actuel de déchets ? La plupart des membres de l’industrie se contenteraient de secouer la tête, car les plastiques à base de pétrole sont très résistants à la dégradation enzymatique. Il est vrai que certains plastiques biologiques nouvellement développés ont été conçus pour être biodégradables mais les échelles de production et l’utilisation de ces matériaux sont encore extrêmement limitées. En Europe, plus de 80% des plastiques vendus aujourd’hui sont à base de pétrole : polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polystyrène (PS), polychlorure de vinyle (PVC), polyuréthane (PEU) et bien sûr PET. Parmi eux, il y a des polymères qui contiennent un squelette en carbone pur (PE, PP, PS, PVC), qui sont particulièrement difficiles à obtenir.

Jean-Claude Lumaret, Directeur Général de CARBIOS, confie « CARBIOS confirme sa place de leader technologique mondial dans le biotraitement de la fin de vie des plastiques. Nous disposons aujourd’hui d’enzymes industrialisables extrêmement performantes pour notre procédé de biorecyclage des plastiques et des fibres textiles en PET. Parallèlement à ces avancées et au pilotage de l’hydrolyse du PET en réacteur de 1000 litres, nous avons engagé avec TechnipFMC la montée en échelle de cette technologie pour répondre dès 2021 aux attentes des plus grands opérateurs mondiaux dans les domaines des boissons, de l’emballage, du textile, etc. Cela devrait prochainement permettre le renforcement du consortium que nous avons fondé avec L’ORÉAL. A cela s’ajoutent les développements de CARBIOLICE qui confortent la perspective d’une mise sur le marché dès 2020 de notre technologie de biodégradation enzymatique des plastiques à usage unique. »

La chimie verte pourrait donc répondre aux enjeux environnementaux et de développement durable auxquels sont confrontés les industriels. En avril dernier, CARBIOS avait déjà divisé par trois la durée d’hydrolyse du PET en atteignant un taux de conversion de 97% en 24 heures. Ces nouveaux résultats confirment et renforcent la compétitivité industrielle du procédé pour la transformation de déchets plastiques PET en nouveaux plastiques vierges.

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