© 2025 EPFL/Illustration par Capucine Mattiussi
Du tri intelligent à la décomposition en monomères, le recyclage du plastique entre dans une nouvelle ère : recherche et innovation imaginent et concrétisent des pistes pour une économie circulaire plus audacieuse et durable.
En dépit de l’essor d’alternatives plus durables et d’une prise de conscience croissante des enjeux liés au plastique, la réalité reste largement en deçà des ambitions. À l’échelle mondiale, les négociations menées sous l’égide du Programme des Nations unies pour l’environnement peinent à aboutir à un accord global, tandis que la production de polymères continue de croître bien plus vite que la capacité à s’en débarrasser. La Suisse n’échappe pas à ce constat : sur les quelque 790 000 tonnes de plastiques utilisés chaque année, seuls 9% sont recyclés selon l’Office fédéral de l’environnement — un taux à peine supérieur à celui d’il y a 10 ans.
Le pays s’est néanmoins fixé des objectifs ambitieux avec la « motion Dobler », qui prévoit une collecte séparée et un recyclage systématique des fractions valorisables dans toute la Suisse. Dès janvier 2027, des sacs et points de collecte uniformisés devraient être déployés sur l’ensemble du territoire. Si les taux de recyclage peinent à grimper, c’est à la fois une question de logistique et un défi intrinsèque au matériau lui-même : les plastiques sont multiformes, souvent mélangés, colorés, souillés ou renforcés d’additifs qui compliquent leur transformation en matière réutilisable.
Pour certains plastiques, le gain environnemental du recyclage reste limité par rapport à l’incinération, tant les procédés nécessaires sont énergivores ou dégradent les matériaux. De nouvelles voies émergent avec pour impératifs un apport en énergie minimal et la production de recyclats de haute qualité, capables de remplacer le plastique vierge.
Décomposer pour mieux reconstruire
Le recyclage mécanique (broyer, fondre, refaçonner) reste aujourd’hui la méthode la plus répandue car il est relativement simple et peu coûteux. Éprouvé pour les plastiques comme le PET ou le PEHD, il montre cependant ses limites dès que les matériaux sont mélangés, colorés ou contaminés. Ces facteurs dégradent la qualité du plastique, altèrent ses propriétés et produisent un recyclat de qualité insuffisante pour certaines applications.
Des groupes de recherche planchent depuis les années 70 sur une solution plus efficace grâce à la décomposition chimique. Ce type de procédé permet d’en récupérer les composants de base : du gaz comme de l’éthylène, un mélange d’hydrocarbures se présentant sous forme d’huile, ou directement des monomères, les molécules qui constituent un polymère. L’avantage est de pouvoir fabriquer un matériau « neuf », sans perte de qualité.
Si des procédés émergent, ils restent encore relativement marginaux, car coûteux, complexes et peu rentables. Mais les chercheuses et chercheurs persévèrent. Le spin-off DePoly, élue meilleure start-up de Suisse en 2024, développe par exemple une technologie capable de décomposer le PET et le polyester, même mélangés, sales et non triés, en leurs monomères d’origine, l’acide téréphtalique et le monoéthylène glycol.
Ces « briques de base » peuvent ensuite être réutilisées pour produire un PET identique au matériau vierge, mais avec une empreinte carbone réduite grâce à un procédé fonctionnant presque à température ambiante. Une usine pilote d’une capacité de 500 tonnes par an est en construction à Monthey.
Pour le traitement des plastiques complexes, Plastogaz, une autre start-up de l’EPFL, mise sur l’hydrocracking catalytique. En présence d’hydrogène et de catalyseurs spécifiques, les plastiques mélangés ou souillés se transforment en hydrocarbures liquides ou en méthane. « Ce procédé offre un contrôle fin des réactions et consomme environ 40% d’énergie en moins qu’une pyrolyse traditionnelle », explique Felix Bobbink, cofondateur et CEO. Jusqu’à 90% de la matière d’origine peut ainsi être réintégrée dans la chaîne de production plastique.
S’inspirer de la nature pour changer d’échelle
Certains scientifiques explorent même des pistes plus radicales en utilisant la nature ou en explorant les moyens de recycler le plastique vers d’autres matériaux. Une équipe de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage (WSL) a récemment mis en évidence dans les Alpes grisonnes et dans l’Arctique des microbes capables de dégrader certains plastiques à basse température comme le polyuréthane d’origine biologique, présent dans les éponges, matelas ou baskets, et le PBAT/PLA (butylène adipate-co-teréphtalate/polylactide) d’origine fossile, utilisé dans les sacs compostables. Cette recherche fondamentale jette des bases pour l’utilisation d’enzymes pour dégrader et recycler certains plastiques.
Et si l’on cessait de vouloir recycler le plastique pour refaire… du plastique ? C’est la réflexion menée par Francesco Stellacci, directeur du Laboratoire des nanomatériaux supramoléculaires et interfaces de l’EPFL. Son idée s’inspire du fonctionnement naturel des protéines, qui sont en fait des plastiques naturels. Elles sont composées d’acides aminés et assemblées dans un ordre précis pour former des matériaux variés.
Il a donc démontré, avec ses collègues, qu’il est possible de copier la nature et décomposer les protéines en acides aminés, puis de les réassembler en matériaux totalement nouveaux, potentiellement plus durables. « Il faudra un véritable changement de paradigme : serait-il possible de le faire avec des polymères ?», se demande-t-il. L’équipe y voit une voie vers un upcycling ultime, où un mélange disparate d’objets pourrait être transformé chaque jour en un matériau inédit. Cette vision reste lointaine mais ouvre une perspective audacieuse : dépasser la simple circularité pour inventer une matière plus vertueuse que celle d’origine.
| L’IA pour révolutionner le tri Depuis une dizaine d’années, l’intelligence artificielle transforme peu à peu le tri des déchets par exemple pour l’optimisation des tournées de collecte afin de limiter les trajets inutiles, pour éviter le débordement de conteneurs, ou encore l’analyse automatisée des erreurs de tri avec pour objectif la sensibilisation. Dans les centres de collecte, les caméras haute résolution, la vision par ordinateur et les robots apprenants permettent désormais de reconnaître et de séparer des matériaux autrefois « invisibles », tels que les plastiques noirs ou les emballages multicouches. Le spin-off WasteFlow, issu du Laboratoire de vision par ordinateur de l’EPFL, pousse cette évolution plus loin. Ses algorithmes n’identifient pas seulement les types de plastiques : ils analysent en continu l’ensemble des flux, détectent les objets dangereux, mesurent la pureté et la masse des matériaux. « Nos systèmes offrent une vision en temps réel de ce qui entre et sort des lignes de tri », explique Valentin Ibars, cofondateur. Toutes ces données sont affichées dans un tableau de bord intuitif, permettant aux opérateurs d’ajuster instantanément les réglages, d’éviter les pannes et de réduire les pertes de matière. |
| À l’EPFL, le recyclage appliqué aux filaments d’imprimantes 3D Au sous-sol du SPOT, le makerspace pour les étudiantes et étudiants de l’EPFL, se trouve un orchestre de 30 imprimantes 3D. Les filaments de couleur se déroulent au gré des partitions écrites pour des projets de semestre, des compétitions étudiantes, des besoins éducatifs. Chaque année plus de 40’000 pièces en polymère PETG sortent de la salle, tandis que 20 à 30 kilos de déchets issus de chutes, d’échecs ou de fausse-route y restent. Et depuis deux ans qu’il fait jouer les instruments, Sébastien Martinière garde précieusement ce rebut. « Nous utilisons du filament recyclé, des imprimantes en open source que l’on peut réparer et améliorer nous-mêmes, il était logique d’avoir un projet de recyclage de nos déchets pour en refaire du filament », justifie le maître des lieux. Pour autant, la tâche est loin d’être simple et illustre les exigences du processus de recyclage des matières plastiques. Tout commence par le tri. « Au début, on avait envie de tout garder, puis on a dû être beaucoup plus sélectifs », avance Sébastien Martinière, en montrant une magnifique pièce circulaire dans laquelle se cache un discret mais fâcheux roulement à billes : il ferait grincer les dents de la broyeuse, couiner la vis de l’extrudeuse et caler la buse de l’imprimante. Idem si du PLA — l’autre polymère largement utilisé pour l’impression 3D — ou tout morceau de scotch ou de papier venaient polluer le processus. « Chaque étape est un défi, le tri, le broyage, le séchage, la production du filament, dont le diamètre de 1,75 mm ne tolère pas plus de 5 centièmes d’écart, détaille le responsable. On a beaucoup appris et beaucoup progressé depuis deux ans. » L’heure est même à accepter quelque 10 à 20% d’imperfections sur le fil recyclé maison réglant les problèmes en aval. Sonny, étudiant Master en robotique, travaille notamment à un système automatique de détection et de suppression des difformités du filament. Un petit dispositif arrête l’impression, sort le morceau de filament non conforme, le sectionne, replace le fil et poursuit l’impression. L’année prochaine, l’équipe espère entrer en phase de production de ses propres bobines. Il y a un potentiel de 40 à 50 kg de filament par an, ce qui représente environ 10% de la consommation du SPOT. Il s’agira alors d’étudier le nouveau cycle de vie de ce filament recyclé maison qui se distingue à sa couleur grise. « Notre objectif n’est pas la rentabilité, insiste Sébastien Martinière. Mais ce projet nous permet de faire aussi un gros travail de sensibilisation auprès des étudiantes et étudiants. Car avant le recyclage c’est la consommation qui produit des déchets. » |
https://actu.epfl.ch/news/decomposer-le-plastique-pour-mieux-le-recycler
