Recyclage des plastiques : Nouvelle technologie de recyclage et développement de polymères biodégradables

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Les plastiques sont généralement éliminés de l’une des trois façons suivantes : jetés, brûlés ou recyclés. Parmi les trois options, le recyclage est celle qui est la moins utilisée. Parce que l’élimination ou la combustion des plastiques a des effets néfastes sur la santé et l’environnement, des solutions à court et à long terme doivent être mises en place.

Une solution potentielle à court terme serait le développement d’une nouvelle technologie pour augmenter les taux de recyclage. Le système de recyclage actuel exige une étape de tri à forte intensité de main-d’œuvre qui contribue à la faible quantité de plastique recyclé. Une technologie qui élimine le processus de tri pourrait potentiellement augmenter les taux de recyclage. Cependant, comme tous les plastiques ne peuvent pas être recyclés indéfiniment, une solution à long terme est également nécessaire.

La mise au point de biopolymères qui se dégradent plus rapidement que les polymères plastiques ordinaires qui atterrissent dans les décharges permettrait de réduire la pollution de l’environnement tout en fournissant du compost pour la nutrition des plantes.

Le coût élevé du plastique

Depuis leur création, les plastiques sont indispensables au mode de vie des consommateurs. Ils se sont retrouvés dans divers produits ménagers et commerciaux, comme les bouteilles d’eau, les contenants alimentaires, les matériaux d’emballage ou les ustensiles jetables. Les matières plastiques sont pratiques et peu coûteuses, mais leur élimination pose un dilemme environnemental. Bien que les plastiques ne représentaient que 12 % de la production totale de déchets solides municipaux aux États-Unis en 2008, ils n’ont cessé d’augmenter depuis les années 1960 et constituent maintenant la plus grande quantité de matières mises au rebut avec un faible taux de biodégradation. De plus, sur les 30 millions de tonnes de plastique qui se sont retrouvées dans les centres municipaux de déchets solides en 2008, plus de 75 % ont été mises en décharge. Le problème des matières plastiques dans les sites d’enfouissement, en plus de l’espace qu’elles occupent, est qu’elles contribuent à un barrage de produits chimiques toxiques aux fluides qui s’écoulent et s’infiltrent dans le site (connu sous le nom de lixiviat). Des produits chimiques toxiques dérivés des plastiques ont été trouvés dans les eaux souterraines en raison de l’infiltration des lixiviats, ce qui pose un grave problème pour la santé humaine et la faune.

Polymères biodégradables

La conception de nouveaux matériaux comme les polymères biodégradables peut être une solution à long terme pour éliminer les plastiques des sites d’enfouissement. Les polymères biodégradables, comme leur nom l’indique, sont destinés à se dégrader lors de leur élimination à l’aide de micro-organismes. Les polymères biodégradables, ou PB, peuvent être fabriqués à partir d’un certain nombre de matériaux tels que l’amidon, la cellulose et les polyesters. L’amidon et la cellulose, appelés biopolymères parce qu’ils sont produits par les plantes, sont extraits et mélangés à des polymères synthétiques pour produire des polymères biodégradables. En variant la quantité d’amidon, de cellulose et de polymères synthétiques dans le mélange, différentes propriétés plastiques peuvent être obtenues. Une fois traités, les BP peuvent être utilisés pour de nombreuses applications telles que la mousse d’emballage, les manches de brosses à dents, le support de ruban adhésif, les films et les plateaux.

Une fois arrivés à la décharge municipale, ils peuvent être envoyés dans des sites de collecte de biodéchets ou de compostage où ils peuvent être correctement dégradés par des micro-organismes pour former du dioxyde de carbone, de l’eau, de la biomasse et de la matière humique, qui servent tous de nutriments pour la vie végétale. Avec l’ajout de la lumière du soleil, les plantes peuvent pousser et produire un autre lot de polymères biodégradables, répétant ainsi le cycle.

Une autre façon de créer des PA est la production de polyesters par la fermentation bactérienne des sucres et des lipides extraits des plantes. Il existe cinq types de polyesters qui peuvent être isolés du processus de fermentation : le PHA, le pullulan et le xanthane sont éliminés directement, tandis que le PLA et le TPA sont extraits de l’acide lactique et de l’acide aspartique produits par fermentation. Ces polymères biodégradables peuvent être modifiés avec des polymères synthétiques ou naturels comme l’amidon et la cellulose pour fabriquer par injection plastique d’autres produits comme des bouteilles de shampooing, des emballages, des fibres, des sacs poubelles et des couverts.

Les PA offrent une solution à long terme pour remplacer les plastiques non dégradables dangereux dans les sites d’enfouissement qui peuvent libérer des composés toxiques et nuire à la santé humaine et faunique, mais ils font encore l’objet d’un vaste débat sur leur utilisation.

Développement pour l’avenir

Les plastiques sont trop importants pour être éliminés des produits de consommation, mais leur élimination est un problème environnemental qui ne peut être négligé. Les taux de recyclage actuels sont très faibles, en raison de la difficulté de séparer les différentes résines. Les nouvelles techniques de recyclage du plastique éliminent la nécessité d’une étape de tri en exploitant les propriétés chimiques de chaque résine. Cependant, ce procédé nécessite encore beaucoup d’énergie et l’utilisation d’autres solvants chimiques.

Par conséquent, une solution à long terme vise à remplacer les plastiques actuels par des polymères biodégradables qui peuvent être compostés avec d’autres déchets organiques. De nouveaux matériaux de ce type empêcheraient la lixiviation dangereuse des composés plastiques des décharges dans l’eau potable et l’émission de toxines et de dioxyde de carbone par la combustion.

Grâce au développement de procédés et à l’ingénierie des matériaux, les scientifiques et les ingénieurs relèvent le défi de l’élimination des polymères. Grâce à une sensibilisation accrue des consommateurs, à des commandites d’entreprises et à des incitatifs gouvernementaux, ces technologies ont le potentiel de créer des modes de vie plus durables et une planète plus saine.