Des expériences en laboratoire ont démontré le potentiel de la technologie STL. Crédit : PLASTICE.
Le groupe d’ingénierie catalytique de l’Université d’Amsterdam (UvA) a mis au point un nouveau procédé performant de recyclage des déchets plastiques mixtes. Une installation pilote récemment développée vise à démontrer comment ces déchets peuvent être transformés en ressources valorisables, contribuant ainsi à la transition vers une économie circulaire. Cette installation pilote sera testée en Espagne, avec le traitement de véritables déchets plastiques municipaux.
Développé dans le cadre du projet européen PLASTICE, sous la direction du professeur associé Shiju Raveendran de l’Institut Van ‘t Hoff des sciences moléculaires de l’Université d’Amsterdam (UvA), le procédé de liquéfaction solvothermale (STL) transforme les déchets plastiques mélangés en huile grâce à un solvant, la chaleur, des catalyseurs et une pression élevée. Cette huile brun foncé contient des molécules qui peuvent servir à produire de nouveaux plastiques vierges, bouclant ainsi le cycle du recyclage.
L’un des principaux atouts de ce procédé est sa capacité à traiter simultanément tous les types de plastiques. Il offre ainsi une solution pour le recyclage des flux complexes et mixtes de déchets plastiques municipaux. Actuellement, ces déchets nécessitent un tri poussé avant de pouvoir être recyclés. Dans de nombreux cas, ils sont incinérés ou enfouis.
Expériences de laboratoire réussies
Le projet de recherche PLASTICE vise à boucler la boucle du recyclage des plastiques grâce à de nouvelles voies de conversion. Sur un budget total de près de 20 millions d’euros, Raveendran a reçu plus de 1,5 million d’euros pour le développement du procédé STL. Après d’importants travaux de développement en laboratoire, ce procédé entre désormais dans la phase cruciale de démonstration, avec un niveau de maturité technologique (TRL: Technology Readiness Level) de 6/7 – une étape clé vers son déploiement industriel.
Ces dernières années, l’équipe a développé et testé de nouveaux catalyseurs solides nanostructurés permettant un traitement efficace des matières premières plastiques. Des expériences en laboratoire ont démontré qu’après seulement 30 minutes de réaction, le procédé produit trois éléments : du gaz, de l’huile et du charbon. Ce dernier est ensuite filtré, l’eau est récupérée et réutilisée, et l’huile est séparée ; propre et prête à l’emploi, elle présente un réel potentiel en tant que matière première pour la fabrication de nouveaux plastiques.
Les recherches en laboratoire ont porté sur des études cinétiques, la modélisation par dynamique des fluides numérique (CFD: Computational Fluid Dynamics), des analyses technico-économiques et des études sur la valorisation des sous-produits du procédé. Les résultats ont déjà été publiés dans des revues internationales de référence.
Raveendran déclare : « Nous avons acquis une connaissance approfondie du processus et sommes convaincus qu’il mérite d’être transposé à des volumes industriellement pertinents. C’est pourquoi nous avons conçu et fabriqué un système de réacteur pilote, première étape importante vers une application concrète. »
Réacteur de 25 litres
Ce système a été développé en collaboration avec un partenaire d’ingénierie indien spécialisé dans les systèmes de procédés industriels. Il comprend une cuve de réacteur de 25 litres, des réservoirs de stockage, des systèmes de sécurité intégrés et des capacités de contrôle sur site et à distance.
En avril, l’étape cruciale des essais de réception en usine a été menée à bien en présence de Raveendran, confirmant ainsi que le prototype est prêt pour son déploiement. Des évaluations complètes de la sécurité et des procédés, incluant des études HAZOP, ont été réalisées durant le développement, tandis que les plans d’ingénierie ont été approuvés par Bureau Veritas.
L’installation est actuellement assemblée en une unité transportable montée sur patins avant son expédition d’Inde vers l’Espagne. Elle devrait être opérationnelle cet été sur le site de COGERSA, partenaire du projet PLASTICE et entreprise publique de gestion des déchets basée dans les Asturies. En collaboration avec COGERSA, les chercheurs de l’Université d’Amsterdam (UvA) évalueront les performances de cette technologie sur des flux de déchets plastiques réels.
La conception de l’installation pilote repose sur deux châssis modulaires reliés entre eux, sur lesquels sont fixés tous les composants nécessaires, sur une structure en acier robuste. Le châssis au premier plan mesure environ 3 x 1,5 x 4 m, l’autre environ 2,8 x 1,1 x 1,7 m. Le poids total est d’environ 4 400 kg. Image : PLASTICE. Crédit : HIMS / UvA
Raveendran est impatient d’obtenir les résultats : « Nos expériences en laboratoire incluaient déjà de véritables déchets plastiques, mais nous rencontrerons certainement des difficultés imprévues. C’est précisément l’objectif de cette phase de mise à l’échelle : faire évoluer la technologie vers une véritable application industrielle. »
Traduire la recherche universitaire en technologie industrielle
Pour Raveendran, ce projet représente une avancée majeure dans la transposition de la recherche académique en technologie industrielle concrète. « Bien que nous ayons déjà une expérience en matière de mise à l’échelle, il s’agit de la première installation pilote développée par notre groupe et axée sur le recyclage chimique », explique-t-il.
Mener des projets de développement technologique dans une université de recherche comme l’UvA comporte son lot de défis : « Cela exige une collaboration étroite avec des partenaires industriels et d’ingénierie. Au-delà des défis techniques, il faut également composer avec les approbations réglementaires, les évaluations de sécurité, les procédures de certification et de nombreux aspects pratiques rarement abordés dans les publications académiques et souvent négligés dans la recherche conventionnelle. Mais je pense que c’est précisément ce qui donne du sens à ce travail : transformer la recherche en solutions concrètes. Un autre aspect enrichissant de ce projet a été de voir les jeunes chercheurs impliqués s’épanouir grâce à leur confrontation avec de véritables défis industriels, en acquérant une expérience de la collaboration multidisciplinaire et de l’innovation axée sur le développement durable. »
