La pollution plastique est l’un des principaux problèmes environnementaux mondiaux. Même les zones les plus reculées et inaccessibles de la planète ne sont pas épargnées. Nous sommes maintenant habitués aux rapports sur les oiseaux, les tortues de mer et d’autres animaux retrouvés morts avec des déchets plastiques dans leur corps après autopsie. De plus, nous sommes de plus en plus exposés aux déchets plastiques. Au début de cette année, il a été révélé que l’eau en bouteille peut contenir des centaines de milliers de micro et nanoparticules de plastique par litre - principalement issues des bouteilles en plastique elles-mêmes.

Les décideurs politiques ne sont plus à convaincre de l’urgence de la pollution plastique. L’Union européenne aspire également à jouer un rôle de leader dans ce domaine, même si cette volonté est en partie motivée par la pression exercée par les pays asiatiques qui refusent d’être la destination finale des déchets plastiques européens. Les ambitions européennes sont considérables : d’ici 2030, au moins 70 % des déchets plastiques d’emballage doivent être recyclés et 30 % du plastique recyclé, ou recyclat, doivent être intégrés dans les nouveaux emballages. Des objectifs ambitieux alors qu’actuellement, une grande partie des déchets d’emballage est encore « exportée » vers des décharges en dehors de l’Europe ou incinérée - avec seulement une fraction de l’énergie récupérée. Pour des pays comme la Belgique et les Pays-Bas, cela représente des millions de kilos de déchets plastiques chaque mois. Seule une petite fraction est réellement recyclée, souvent pour des applications de moindre qualité telles que les meubles de rue le mobilier urbain en plastique et les sacs poubelles. « Mais il y a aussi une limite à la demande de telles applications », explique Wouter Marchal, professeur assistant en chimie analytique et circulaire à l’Université de Hasselt. « On ne peux pas utiliser tous les déchets plastiques pour en faire des bacs à fleurs. »

« On ne peut pas commencer à fabriquer des bacs à fleurs avec tous les déchets plastiques »

Marchal et sa collègue Roos Peeters travaillent au sein de l’Imo-Imomec, un institut de recherche interuniversitaire flamand sur les matériaux, où ils dirigent respectivement les groupes de recherche en chimie analytique et circulaire (ACC) et en recherche et services en matériaux et emballages (MPR&S). Leur objectif est d’étudier comment augmenter considérablement le recyclage des déchets plastiques d’emballage et les aspects impliqués dans ce processus. L’un des objectifs est de rendre le recyclage applicable à un niveau plus équivalent d’applications, ce qui signifie que le recyclage n’est plus automatiquement assimilé à une dégradation. Peeters explique : « Les ambitions européennes ne pourront être réalisées que si nous parvenons à intégrer de grandes quantités de recyclat dans les emballages. » Cependant, cela reste très difficile aujourd’hui, en partie en raison de la réglementation européenne souvent stricte en matière de sécurité alimentaire. Il est donc pratiquement exclu qu’un emballage alimentaire primaire soit recyclé en un nouvel emballage alimentaire - à l’exception du plastique PET, connu pour les emballages de boissons.

Les emblématiques emballages bleus en plastique

ACC et MPR&S participent à un nouveau projet de recherche européen axé sur l’identification des additifs présents dans le matériau recyclé provenant des déchets plastiques. Ces additifs peuvent être de diverses natures et servir à différentes fins. Ils vont des substances qui confèrent des propriétés physiques ou chimiques spécifiques au plastique de base, aux colorants et encres, en passant par les colles, les revêtements, et même les agents antimicrobiens visant à rendre les plastiques, par exemple, « coronaproof ». Marchal explique : « Les additifs peuvent considérablement restreindre les possibilités d’applications de recyclage. Prenez par exemple le célèbre bac bleu utilisé pour emballer les champignons. Le colorant bleu empêche l’utilisation du matériau recyclé pour n’importe quel type d’emballage (alimentaire). C’est également le cas pour les substances antimicrobiennes, telles que les nanoparticules d’argent. Elles ne doivent pas pénétrer dans le corps humain, par exemple par migration à partir du matériau d’emballage, et donc, leur utilisation dans les emballages alimentaires est réalisée avec la plus grande prudence. »

« Les fabricants ont une peur bleue des couleurs et des odeurs indésirables »

À Hasselt, on examine notamment comment ces additifs se dissolvent. Est-ce qu’ils disparaissent lors du processus de recyclage du matériau recyclé, ou est-ce qu’ils persistent ? De plus, on se demande ce qu’il en est des additifs provenant du plastique d’emballage précédent et qui se retrouvent dans un nouvel emballage en plastique recyclé : est-ce qu’ils se trouvent dans les aliments et dans quelle mesure ? « Nous menons des expériences en plongeant le plastique dans des liquides qui imitent des produits alimentaires courants, comme des mélanges d’éthanol et d’acide acétique pour les vinaigrettes, et ce, sur de longues périodes et dans des conditions variées », explique Peeters. Mais ils n’étudient pas uniquement la dissolution des additifs, ils examinent également l’impact du produit alimentaire sur le plastique d’emballage. « Avec le temps, le plastique absorbe des substances de son contenu. C’est particulièrement visible dans les pots de conservation en plastique ayant contenu de la sauce tomate, où l’on observe des dépôts rouges difficiles à éliminer. Cela signifie que des résidus de produits alimentaires peuvent également se retrouver dans le matériau recyclé. »

Une Odeur Étrange

Le recyclage des emballages alimentaires pour en faire de nouveaux reste actuellement un sujet délicat, principalement en raison des préoccupations des fabricants concernant les couleurs et les odeurs indésirables que le plastique recyclé peut générer. Un exemple en est les sacs poubelles, qui ont parfois une odeur étrange. Pourtant, afin d’intégrer du plastique recyclé dans les emballages alimentaires, l’idée d’utiliser des emballages multicouches, ne laissant le contenu en contact qu’avec du plastique neuf et vierge, est envisagée. Un autre aspect étudié par Marchal, Peeters et leurs collègues est l’activation potentielle des additifs présents dans le plastique recyclé, par exemple sous l’influence de la lumière UV, et la formation éventuelle de nouvelles substances chimiques – appelées NIAS (Non Intentionally Added Substances). Ils examinent également la durée et le degré de présence de certains additifs, par exemple lorsque le plastique est recyclé à plusieurs reprises.

« Les additifs peuvent limiter considérablement les possibilités d’applications de recyclage »

Dans le cadre de la recherche menée à Hasselt, l’accent est principalement mis sur les polyoléfines, qui incluent notamment le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP). Ces deux matériaux sont parmi les plastiques les plus couramment utilisés, notamment dans les matériaux d’emballage tels que les films, les bouteilles, les sacs et les boîtes. Les chercheurs n’analysent pas seulement chimiquement les matériaux recyclés. Ils ont récemment acquis de nouveaux équipements de recherche grâce au soutien financier de l’Union européenne pour tester de nombreux aspects fonctionnels et physico-mécaniques du plastique d’emballage recyclé. En collaboration étroite avec l’Institut Fraunhofer à Karlsruhe, en Allemagne, les chercheurs hasseltois travaillent en étroite collaboration avec leurs homologues allemands, qui recyclent le plastique, tandis qu’à Hasselt, les tests et les analyses sont effectués. Les chercheurs de Hasselt examinent par exemple à quelle fréquence un certain type de plastique d’emballage peut être recyclé sans perdre ses propriétés fonctionnelles telles que la résistance mécanique, la flexibilité et la perméabilité aux gaz, ou sans altération de sa couleur ou de son odeur. Ils utilisent notamment un équipement spécial qui mesure la perméabilité aux gaz, ce qui est lié à la fonction barrière du plastique. De plus, ils utilisent un appareil de fluorescence aux rayons X pour analyser les matériaux recyclés à la recherche de la présence de retardateurs de flamme et de stabilisateurs, par exemple dans le plastique recyclé utilisé dans les applications électroniques.

Equilibré

Le groupe met également les nouveaux équipements à disposition du secteur industriel. Peeters déclare : « Nous proposons des services aux entreprises du secteur de l›emballage. En Flandre, il s›agit d›un secteur économique important, qui emploie beaucoup de personnes. Et ces entreprises savent bien Que ce sera un grand défi de faire du plastique recyclé la norme dans les années à venir.

« Quoi qu’il en soit, la lutte contre la pollution plastique sera accompagnée de ce grand défi au cours de cette décennie. Aujourd’hui, le tableau semble encore particulièrement complexe, notamment parce que peu de considération est accordée aux possibilités de recyclage lors de la conception de nouveaux emballages. « Il est clair que nous avons besoin d’un meilleur équilibre entre la fonctionnalité et l’écologie », résume Marchal. « Fournir au monde suffisamment de bouteilles PET durables ne nécessiterait pas un gramme de nouveau plastique vierge. Il y a déjà suffisamment de bouteilles usagées qui flottent dans les océans pour cela. »