Valorisation des déchets en matière plastique

vignette|Déchets banals industriels triés : sacs plastiques en attente d'être transportés pour retraitement. La valorisation des déchets en matière plastique est l’ensemble des opérations dont le but consiste à donner à ces déchets une nouvelle valeur d’usage.

Valorisation énergétique

La valorisation énergétique consiste à transformer un déchet en énergie thermique et ceci grâce à son potentiel calorifique. Cette énergie est utilisée pour la production de chaleur et/ou d'électricité.

La valorisation énergétique s'applique à tous les types de plastiques et surtout à ceux qui n'ont pas été triés ou qui ont été contaminés par d’autres déchets ou qui sont composés d'un mélange de polymères.

L’incinération des ordures ménagères est parfois aidée par la présence des déchets plastiques, sans lesquels il faudrait injecter dans l’incinérateur du fioul pour permettre une bonne combustion.

L'injection de résidus de matière plastique a été testée à l'échelle industrielle sur des hauts fourneaux, comme substituts partiels au coke. Ces déchets, finement découpés (), sont injectés au niveau des tuyères à vent chaud, où ils brûlent instantanément en générant les gaz réducteurs (le monoxyde de carbone) nécessaires au procédé.. Un kilogramme de matière plastique peut remplacer environ de coke. Mais, pour des raisons chimiques, l'injection de plastique ne peut pas dépasser un taux de de fonte produite au haut fourneau, sachant que les besoins en coke d'un haut fourneau sont de de fonte. Ce type d'injection n'est donc utilisé, selon le contexte économique et technique, qu'en complément d'autres injections (charbon, gaz naturel…)..

Valorisation matière ou recyclage

thumb|Cet artiste du Sénégal crée un déguisement entièrement composé de sachet plastique pour travailler à la sensibilisation des personnes aux dangers de la Pollution par le plastique . Le recyclage est un procédé de traitement des matériaux qui permet de réintroduire la matière du déchet, sans destruction de sa structure chimique, dans la production d’un nouvel objet. Le recyclage du plastique présente deux contraintes : le plastique est récupéré sous forme d'objets qu'il faut transformer avant tout traitementI. Bourdial, Plastiques - des bouteilles recyclées en pull-overs, Science et Vie, 925, octobre 1994, 108. ; la formulation du plastique contient en plus du polymère principal des additifs et des charges.

Le recyclage s'applique surtout aux matériaux thermoplastiques.

Il est possible de recycler les déchets en matières plastiques après leur fragmentation (recyclage mécanique) ou après leur dissolution dans un solvant (recyclage chimique).

Recyclage mécanique

Les plastiques utilisés dans ce cas sont ceux qui ont été triés et qui n'ont pas été contaminés.

Les déchets sont triés, lavés (si nécessaire) et fragmentés par broyage et éventuellement par micronisation, puis séchés. Ces fragments sont ensuite utilisés directement ou après compoundage par extrusion suivi par une granulation.

Pour les exemples de ce type de recyclage, voir Code d'identification des résines.

Recyclage chimique (par dissolution ou pyrolyse ) Les plastiques ainsi recyclés peuvent ou non avoir été contaminés par mélange à d’autres plastiques ou à d’autres déchets.

En plus des étapes listées précédemment pour le recyclage mécanique, les déchets en matière plastique doivent subir les étapes suivantes : dissolution du polymère principal de manière sélective dans un solvant organique ou un fluide supercritique ; séparation du solvant et du polymère des matières secondaires non dissoutes ; précipitation du polymère et élimination du solvant ; séchage des particules de polymère.

L'exemple le plus connu de ce type de recyclage est la méthode Vinyloop pour le PVC.

Le a été inaugurée à Anvers (Belgique), une usine de pyrolyse (d'Indaver), destinée au recyclage chimique par pyrolyse d'emballages en polystyrène (collectés par Citeo dans le cadre de la responsabilité élargie des producteurs (REP) en France. Plastics2Chemicals (P2C) doit traiter des tonnes de polystyrène récolté par Citeo..

L’usine de Grandpuits de TotalÉnergies a été reconvertie en 2020 en usine de recyclage chimique, avec pour objectif de traiter 15 000 tonnes de plastiques non recyclables mécaniquement. Le procédé permet de valoriser en huile de pyrolyse uniquement 66% du plastique et seulement 5% de cette huile n’entre dans la composition de plastiques dits recyclés.

Valorisation chimique On parle de valorisation chimique lorsque les polymères de base des plastiques sont dissociés pour donner des composés chimiques utilisables pour de nouvelles applications. Ces composés peuvent être les monomères, on parle alors de dépolymérisationGroupe français d'études et d'applications des polymères, définition de « dépolymérisation ». Consulté le 9 mars 2013., d'autres molécules de petite taille ou bien des oligomères. La valorisation chimique s’applique aux matériaux thermoplastiques et thermodurcissables. Elle a lieu par chauffage ou par ajout de réactifs.

Thermolyse La thermolyse s’applique aux polymères synthétisés par polymérisation en chaîne. Comme exemples de thermolyse on peut citer : la pyrolyse : réaction de décomposition thermique à et sous pression réduite ; l'hydrogénation : réaction avec du dihydrogène à et sous une pression de ; la gazéification : réaction d’oxydation partielle en continu sous pression.

Ajout de réactifs chimiques Cette méthode s’applique aux polymères synthétisés par polymérisation par étapes. Le réactif peut être : le solvant : on parle alors de solvolyse : hydrolyse (eau), aminolyse (amine), ammonolyse (ammoniaque), glycolyse (éthylène glycol), méthanolyse (méthanol)ADEME, Erdyn Consultants, Recyclage chimique des matières plastiques , juin 2002 (consulté le 11 janvier 2013).. La solvolyse du polytéréphtalate d'éthylène (PET) peut par exemple donner : l’acide téréphtalique par hydrolyse en milieu basique (hydroxyde de sodium), le téréphtalate de bis(2-hydroxyéthyle) par glycolyse, le téréphtalate de diméthyle par méthanolyse ; autre que le solvant : un acide, un ester de carbonate comme le carbonate de diphényle.

Valorisation biologique La valorisation biologique a lieu à partir de plastiques biodégradables grâce à des micro-organismes. Le traitement peut êtreISO 472:2013(fr) Plastiques — Vocabulaire : aérobique (compostage) : en présence d'oxygène, les micro-organismes produisent des résidus organiques stabilisés, du dioxyde de carbone et de l'eau ; anaérobique (digestion) : en l'absence d'oxygène, les micro-organismes produisent des résidus organiques stabilisés, du méthane, du dioxyde de carbone et de l'eau.

Cette dégradation peut avoir lieu aussi par photolyse. On parle alors de photodégradation.

État des lieux de la valorisation et du recyclage dans le monde Une étude publiée en dans la revue scientifique Science Advances recense la totalité des matières plastiques produites depuis l'origine : sur les de tonnes métriques produites, se sont transformées en déchets plastiques ; seuls 9 % de ces déchets ont été recyclés et 12 % incinérés. L'immense majorité, soit 79 %, est en train de s'accumuler sur les sites d'enfouissement des déchets ou se répand dans la nature sous forme de détritus..

Europe La production de matières plastiques de l'Union européenne a augmenté de 10,2 % en 2021 ; elle dépasse de 4,7 % celle de 2019, après sa chute durant la crise du Covid-19. Le taux de recyclage des déchets plastiques atteint 35 % ; la France est l'un des pays où ce taux est le plus faible : 25 % ; seuls Malte, la Bulgarie, la Hongrie et la Finlande ont un taux inférieur, alors que l'Espagne recycle 43 % de ses déchets plastiques, l'Allemagne 42 %, le Royaume-Uni 37 % et l'Italie 34 %. La France a un taux de valorisation énergétique de 44 %, mais 31 % de ces déchets sont mis en décharge, proportion bien supérieure à la moyenne du continent : 23 %, alors que ce taux est proche de zéro en Allemagne, en Belgique et dans les pays scandinaves. Les exportations de déchets plastiques hors du continent de l'Union européenne et de la Grande-Bretagne sont tombées à 1,6 million de tonnes en 2020, moitié moins en quatre ansLa production de matières plastiques repart de plus belle, Les Échos, 21 juin 2022..

Après une forte baisse de la production dans le monde (liée à la crise de 2008Voir graphique intitulé : In 2017, plastics production is expected to continue on a positive trend, , dans : PlasticsEurope (2018), Plastics – the Facts 2016 An analysis of European plastics production, demand and waste data (consulté le 14 janvier 2018)), la production mondiale de plastique a repris, et de 2013 à 2015 la consommation de matière plastique a encore augmenté dans presque tous les pays européens avec au total de tonnes de plastique utilisés (à 70 % par cinq pays qui sont par ordre d'importance l'Allemagne (24,6 %), l'Italie (14,3 %), la France (9,6 %), le Royaume-Uni (7,5 %), l'Espagne (7,7 %) et la Pologne (6,3 %)Voir graphique Plastic materials EU demand per country, , dans PlasticsEurope (2018), Plastics – the Facts 2016 An analysis of European plastics production, demand and waste data (consulté le 14 janvier 2018), l'Europe s'est fixé comme objectif 50 % d'emballages plastiques recyclés en 2025 et 55 % en 2030AFP, « Recyclage du plastique : la France "a beaucoup de progrès à faire" », communiqué AFP, 11 janvier 2018. Sur ce continent (qui consomme une grande quantité de plastique), selon les chiffresPlasticsEurope (2018) Plastics – the Facts 2018 An analysis of European plastics production, demand and waste data (consulté le 13 mars 2019) de PlasticsEurope, il a fallu attendre 2016 pour que . Cette année-là, six pays européens ont même approché les 100 % de valorisation : la Suisse avec 99,8 % des déchets plastiques valorisés par recyclage ou incinération avec récupération de chaleur), l'Autriche (99,5 %), l'Allemagne, les Pays-Bas, la Suède (99,2 %), et le Danemark (98,5 %). Ces pays disposent tous d'une réglementation restreignant fortement toute mise en décharge. Selon la même source l'Europe valorise globalement 72,7 % de ses de tonnes de déchets plastiques (recyclage + incinération), mais seulement 31,1 % des plastiques collectés en Europe étaient recyclés en 2016 (chiffres comprenant les exportations de déchets plastiques hors UE), et moins de 30 % en 2017 (selon la Commission européenne (2018)).

Réglementation

Début 2018, la Commission a annoncé vouloir réduire les plastiques à usage unique et que tous les plastiques d'emballages mis sur le marché européen soient recyclables avant 2030 (grâce au financement de l'innovation). L'utilisation intentionnelle de microplastiques doit aussi être réduite pour réduire la production de déchets marins. ().

PlasticsEurope, le lobby européen de l'industrie du plastique, a immédiatement salué cette stratégie et annoncé pour mi-2018 un « programme d’engagement volontaire Plastics 2030 » (60 % de réutilisation et recyclage avant 2030, selon ce syndicat)PlasticsEurope, communiqué (consulté le 19 janvier 2018) ; voir aussi « PlasticsEurope lance Plastics 2030, son engagement volontaire en faveur d’une meilleure circularité et utilisation efficace des ressources ». Communiqué de presse Engagement volontaire - Plastics 2030, 16 janvier 2018..

Le règlement « PPWR » (Packaging and Packaging Waste Regulation) a été publié début 2025 au Journal Officiel de l’UE . Il fixe un objectif de 65% de recyclage pour les plastiques et fixe également un seuil minimum de 30% de matière recyclée dans les produits à base de PET. Ce seuil s’appliquera progressivement aux autres matières.

En France Réglementation