Logo Alliance Polymères Québec
Recyclage 1 800

Le recyclage des plastiques : Un sujet d’actualité!

Par Denis Rodrigue, collaboration spéciale

Il est bien connu que les plastiques se retrouvent partout dans la vie de tous les jours. Néanmoins, chaque pièce produite engendrera des résidus lors de sa production ainsi qu’à la fin de sa vie utile.

Les plastiques représentent 7 % des matières sortantes des centres de tri au Québec [1]. Bien que ce pourcentage semble faible, il représentait un total de 61 000 tonnes en 2021, soit une augmentation de 3 % par rapport à 2018. Cette quantité de matière se divise ensuite vers différentes destinations : exportation vers l’Amérique du Nord (28 %) ou vers l’international (4 %), pour une valorisation énergétique (5 %) ou bien réutilisée chez différents recycleurs/conditionneurs au Québec (63 %). Malheureusement, beaucoup de ces résines ne se rendent pas aux centres de tri, ce qui diminue les taux de recyclage globaux. Selon la source consultée (il existe des variations selon la référence), on rapporte que seulement 9 % de toutes les résines produites ont été effectivement recyclées sur la planète en 2019 [2]. En lien avec les objectifs de développement durable fixés par l’Organisation des Nations Unies [3], il devient impératif d’améliorer rapidement notre performance au niveau de l’économie circulaire et de retirer le maximum de ces matières pour améliorer notre qualité de vie et l’environnement. Cette analyse doit inclure toutes les matières à base de plastiques comme les mélanges, les composites, les multicouches/structures sandwich, les mousses, les films, les fibres, etc. Dans tous les cas, le principe des « 3R » doit être appliqué : réduire, réutiliser et recycler. Dans le cas de l’option « réduire », ceci peut être fait avec la conception des produits par le concept « repenser ». Il faut donc réduire la consommation d’énergie, la consommation des matières premières et les quantités rejetées. Globalement, ceci passe par l’optimisation à différents niveaux (développement de marchés, ingénierie, production, distribution, etc.) et par l’utilisation de différents outils (intelligence artificielle, industrie 4.0, Internet des objets, etc.). 

Malgré plusieurs efforts au cours des dernières années, la majorité des travaux ont porté sur les résines portant les codes « 1 » (polyéthylène téréphtalate : PET) et « 2 » (polyéthylène de haute densité : HDPE », mais très peu de travaux ont porté sur les codes « 3 à 6 », et presque rien n’est disponible sur le code « 7 »*. Cette réalité pose un problème majeur au niveau des grandes quantités de résines produites, et plus particulièrement au niveau de leur séparation/contamination. 

Depuis plus de 20 ans, le groupe de recherche du professeur Denis Rodrigue au département de génie chimique de l’Université Laval travaille à recycler tout type de matières plastiques (thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères) et développe des débouchés pour les différentes applications, c’est-à-dire les matériaux d’origine post-industrielle et post-consommation. De plus, des opportunités intéressantes sont possibles si on élargit le spectre des matières plastiques à d’autres matériaux en fin de vie qu’il faut aussi recycler. Il est donc possible de combiner les plastiques recyclés ensemble (mélanges) ou avec d’autres composantes (composites) comme le bois, le carton/papier, les métaux, le verre, etc. Voici quelques exemples de travaux récents.

Recyclage 2 800

La Figure 1 présente différentes roues produites par un procédé de moulage en compression. Chacune de ces roues utilise 100 % de matières recyclées d’origine post-consommation pour valoriser différentes matières résiduelles. Un point important de ces travaux est qu’il est facile de contrôler les propriétés finales (chimique, mécanique, physique, rhéologique, thermique, etc.) des pièces selon la formulation utilisée : le type et la concentration de chaque composante. Ces produits sont aussi recyclables dans des produits similaires ou autres, selon les compositions.

Figure 1 1
Figure 1 : Exemples de roues fabriquées à partir de 100 % de matières résiduelles recyclées.
Haut/gauche : Pièce surmoulée. Partie interne = 100 % HDPE (bouteilles rigides extrudées pour homogénéiser la couleur) afin d’obtenir une bonne rigidité et résistance à l’impact; partie externe = mélange de film d’emballage (LDPE) avec des particules de caoutchouc (poudrette de pneus usés) pour améliorer le roulement (dureté).
Haut/droite : 100 % HDPE (bouteilles rigides extrudées pour homogénéiser la couleur).
Bas/gauche : Pièce « Haut/droite » avec des fibres de bois (résidus de construction) pour améliorer les propriétés mécaniques (rigidité). 
Bas/droite : Pièce « Haut/droite » avec de la poudre de verre (micronisation de bouteilles de vin) pour améliorer les propriétés mécaniques (rigidité).

Une spécialité développée à l’Université Laval est le procédé de rotomoulage qui permet de produire des pièces creuses de toutes tailles n’ayant aucune ligne de soudure. Des exemples de pièces sont montrés à la Figure 2 comme prototypes pour des applications à plus grandes échelles (développement en cours). Dans ce cas, comme le procédé utilise des poudres comme matières premières, les matériaux recyclés peuvent être directement pulvérisés (sans passer par une étape d’extrusion qui est coûteuse, énergivore et qui impose une dégradation thermo-mécano-oxydative) afin d’obtenir des finis/aspects visuels intéressants. Il suffit d’effectuer des mélanges à sec tout en ayant un contrôle précis de la granulométrie de chaque composante.

Figure 2 1
Figure 2 : Pièces rotomoulées à partir de produits 100 % recyclés.
Gauche : Bouteille rigide (HDPE pulvérisé directement) pour obtenir un aspect « camouflage » par un mélange de différentes couleurs.
Droite : Pièce de gauche avec un ajout de lignine (résidu des entreprises de pâtes et papier) pour changer la couleur.

En conclusion, le recyclage des plastiques est un point important à améliorer à tous les niveaux (technique, économique et social). Non seulement pour améliorer les statistiques (faibles taux de recyclage observés), mais aussi augmenter le nombre de résines qui sont effectivement recyclées (inclure tous les codes). Il existe donc des possibilités quasi infinies pour le développement de nouveaux produits dans des domaines comme l’automobile/transport, la construction, l’emballage/manutention, etc.

* Saviez-vous que les codes de résines 1 à 7 ont été proposés par la Society of the Plastics Industry (SPI) en 1988? À l’origine, ces codes ne servaient qu’à identifier les matières pour effectuer des suivis administratifs. Ils ont ensuite été introduits dans une norme ASTM (American Society for Testing of Materials) qui porte le numéro D 7611. Le terme « RIC » désigne en anglais « Resin Identification Code ». La lettre « R » ne correspond pas à « Recyclage »!

*Denis Rodrigue, ing. Ph.D. est professeur-chercheur au département de génie chimique de l’Université Laval

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *


La période de vérification reCAPTCHA a expiré. Veuillez recharger la page.

Retour en haut