Verre acrylique recyclé en monomères purs à 200 °C, en laboratoire

Le verre acrylique, le polymère transparent utilisé dans les vitrages, les feux arrière de voiture et le mobilier, se prête bien au recyclage, mais une grande partie finit encore à la poubelle. À l'ETH Zurich, la spécialiste des matériaux Athina Anastasaki et son équipe viennent de décrire une méthode de laboratoire qui le retransforme en matière première, avec un rendement allant jusqu'à 98 %, à une température d'un peu plus de 200 °C.

L'étape clé est la dépolymérisation, c'est-à-dire la décomposition des longues chaînes d'un polymère en leurs monomères, les petites molécules qui servent de briques élémentaires. Le groupe d'Anastasaki avait déjà montré auparavant que cela était possible en principe, mais seulement dans des conditions précises : il fallait modifier chimiquement les chaînes du polymère pour y ajouter des points faibles, ou recourir à de grandes quantités de solvants, de catalyseurs ou de lumière UV. Une autre voie de recyclage chimique, la pyrolyse, fonctionne au-delà de 400 °C et laisse souvent aux monomères récupérés des impuretés allant jusqu'à 3 %, qui peuvent dégrader la qualité du nouveau plastique fabriqué à partir d'eux.

La nouvelle approche repose sur une seule substance de la famille des N-hydroxyimides. Richard Whitfield, premier auteur de l'étude parue dans Nature Chemistry et ancien chercheur associé dans le groupe d'Anastasaki, décrit la recherche qui y a conduit : l'équipe a testé les candidats de façon systématique jusqu'à trouver celui-ci. Une fois ajouté, le réactif attaque les chaînes, et la réaction se poursuit sans autre intervention. Anastasaki affirme que l'équipe a été surprise qu'un seul composé suffise. Les travaux ont été menés avec les professeurs de chimie de l'ETH Tae-Lim Choi et Gunnar Jeschke, dont la contribution a été, selon elle, essentielle.

Pour les entreprises, le changement le plus concret concerne les équipements. Anastasaki explique que les méthodes antérieures auraient contraint les industriels à modifier leurs procédés et leurs installations, un coût qu'elle juge trop élevé pour la plupart d'entre eux. La nouvelle méthode, selon les chercheurs, pourrait fonctionner sur les infrastructures existantes avec des procédés standard. L'ETH Zurich a déposé une demande de brevet et recherche désormais des licenciés, et l'industrie chimique a manifesté son intérêt. Aucune date de déploiement industriel n'a été annoncée : les prochaines étapes consistent à changer d'échelle et à cartographier la réaction en détail.

Les limites sont claires. La méthode ne fonctionne que sur le verre acrylique, et les autres plastiques demandent d'autres approches. Anastasaki affirme que son groupe tentera d'appliquer le même principe au polystyrène, l'un des plastiques les plus utilisés au monde, mais il s'agit d'une intention, pas d'un résultat. Pour l'heure, les chiffres proviennent d'expériences de laboratoire, et il faudra les reproduire à plus grande échelle avant de pouvoir évaluer le coût et le rendement du procédé dans une usine.