Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point une méthode permettant de recycler presque entièrement le plexiglas en ses éléments monomères, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités d'utilisation durable du plastique.
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont récemment réalisé ce qui était considéré comme presque impossible : la décomposition complète du plexiglas en ses éléments monomères. Cette découverte promet de révolutionner le recyclage des plastiques et offre une alternative durable aux pratiques actuelles qui aboutissent souvent à l’incinération et à des dommages environnementaux.
Une équipe de scientifiques, dirigée par Athina Anastasaki, professeure adjointe au département des matériaux de l'ETH Zurich, a découvert une méthode pour décomposer le plexiglas, connu chimiquement sous le nom de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), en monomères.
Ces monomères peuvent ensuite être purifiés par des processus de distillation simples pour créer des matériaux de qualité vierge pour de nouveaux produits en plexiglas.
Un processus simple et robuste
Le procédé innovant consiste à dissoudre du plexiglas dans un solvant chloré et à chauffer le mélange à des températures comprises entre 90 et 150 degrés Celsius tout en l'exposant aux UV ou à la lumière visible. Cela déclenche une réaction de dépolymérisation facilitée par les radicaux chlorés libérés par le solvant.
« Notre procédé est extrêmement simple », a déclaré Anastasaki dans un communiqué de presse. « Il suffit d’un solvant à base de chlore et de chauffer le mélange recyclé dissous à une température comprise entre 90 et 150 °C pour démarrer la réaction de dépolymérisation à l’aide d’UV ou de lumière visible. »
Ce qui rend cette découverte si remarquable est la simplicité et l’efficacité du mécanisme, même lorsqu’il s’agit de longues chaînes de polymères et de divers additifs qui compliquent généralement les efforts de recyclage.
Les chercheurs ont testé la méthode sur du plexiglas multicolore du marché du bricolage et ont quand même obtenu des rendements compris entre 94 % et 98 %.
Des implications importantes pour l’industrie du plastique
L’impact potentiel de cette avancée ne peut être surestimé. Le plexiglas, dont la production mondiale annuelle s’élève à environ 3.9 millions de tonnes, est largement utilisé dans diverses industries, notamment l’aérospatiale, l’automobile, l’électronique et la construction.
Traditionnellement, le recyclage des plastiques est limité et inefficace, conduisant souvent à l’incinération de plastiques mélangés, ce qui génère des émissions nocives.
Jusqu'à présent, la seule méthode industrielle capable de décomposer des chaînes de polymères similaires était la pyrolyse, qui implique une décomposition thermique à environ 400 degrés Celsius. La pyrolyse produit cependant un mélange de produits de clivage dont la purification est économiquement inefficace.
La méthode ETH contourne ces limitations, offrant une solution plus économe en énergie et plus propre.
Vers un avenir durable
Alors que la méthode actuelle repose sur un solvant chloré, l’équipe d’Anastasaki regarde déjà vers l’avenir.
« Les composés chimiques chlorés sont nocifs pour l’environnement. Notre prochain objectif est donc de modifier les réactions pour qu’elles puissent fonctionner sans solvant chloré », ajoute Anastasaki.
Les travaux de l'équipe de l'ETH Zurich ouvrent de nouvelles perspectives en matière de méthodes de recyclage qui ciblent la décomposition de chaînes de polymères jusqu'alors inaccessibles chimiquement. Cela pourrait changer la donne dans la lutte contre les déchets plastiques et ouvrir la voie à une solution plus durable.
Publié Dans la revue Science, cette avancée témoigne de la puissance de la recherche innovante pour répondre à certains des défis environnementaux les plus urgents de notre époque.
Source: ETH Zurich