Plus de 50 millions de tonnes de PET, le plastique qui compose les bouteilles, sont produites chaque année. Du plastique qui finit bien souvent dans la nature. Deux chercheurs chinois ont trouvé une méthode écologique pour le transformer en biocarburant avec, qui plus est, de meilleures performances.

Cela vous intéressera aussi

Le transport aérien représente 2,8 % des émissions de CO2 dans le monde et ce chiffre est en croissance ininterrompue. L'association du transport aérien international (Iata) prévoit ainsi une multiplication par deux du trafic d'ici 2037. Hélas, contrairement à la voiturevoiture, l'avion électrique n'est pas encore pour demain, et il sera limité aux courtes distances en raison du poids des batteries. Quant aux agrocarburants, ils entrent en concurrence avec d'autres usages de la terreterre et de la biomassebiomasse, leurs caractéristiques ne sont pas parfaitement adaptées aux avions. Parallèlement, le monde croule sous les déchets plastique : 10 tonnes de plastiqueplastique sont produites chaque seconde dans le monde dont à peine 9 % sont recyclés, selon l'ONU.

Un procédé écologique avec 98 % de rendement

Hao Tang et Ning Li, deux chercheurs de l'Institut de ChimieChimie et PhysiquePhysique de Dalian en Chine, ont trouvé un moyen de résoudre les deux problèmes en même temps. Ils ont mis au point une méthode pour convertir le PETPET, un des plastiques les plus courants et largement utilisé dans les bouteilles, en hydrocarbureshydrocarbures cycliques et composés aromatiquesaromatiques, idéalement réutilisables pour la fabrication de biodieselbiodiesel. Leur étude a été publiée en avril dans la revue Green Chemistry.

La séparation du polytéréphtalate d'éthylène (PET) en hydrocarbures cycliques à chaînes C6-C7. <i>© Hao Tang et al, Green Chemistry, </i>2019
La séparation du polytéréphtalate d'éthylène (PET) en hydrocarbures cycliques à chaînes C6-C7. © Hao Tang et al, Green Chemistry, 2019

Le PET des bouteilles en plastique est d'abord décomposé en téréphtalate de diméthyle (DMTDMT) à l'aide de méthanol. Une fois refroidi, le DMT se dépose sous forme solidesolide et peut être facilement séparé, ce qui permet de réutiliser le méthanol restant. Le DMT est ensuite converti en diméthyle cyclohexane-1,4-dicarboxylate (DMCD), puis en cycloalcanes et moléculesmolécules aromatiques simples par hydrogénationhydrogénation suivie d'une hydrodésoxygénation (HDO). Ces conversions catalytiques, similaires aux réactions standard, sont donc faciles à mettre en œuvre industriellement, soulignent les chercheurs. Les deux étapes finales sont réalisées sans solvantsolvant avec un procédé entièrement « vert » impliquant une catalysecatalyse à l'aide de métauxmétaux nobles (cuivrecuivre et ruthéniumruthénium). Le tout avec un excellent rendement de conversion de 98,4 % en moyenne.

Prévenir les fuites de carburant

« Par rapport aux chaînes linéaires des agrocarburants issus de végétaux, les chaînes cycliques issues du PET offrent un indice élevé d'octane et une densité plus forte », explique Ning Li. Les hydrocarbures obtenus peuvent ainsi être utilisés seuls ou mélangés à d'autres biocarburants pour améliorer leur densité et donc réduire leur volumevolume dans le réservoir. Second avantage : les composés aromatiques préviennent les fuites de carburant. En effet, ces molécules sont absorbées par les joints en polymèrepolymère, ce qui entraîne leur expansion et compense la lixiviation causée par les autres molécules contenues dans le carburant. Pour des raisons de sécurité, il est ainsi obligatoire d'inclure entre 8 % et 25 % de composés aromatiques dans les carburants pour avion.

Une nouvelle filière de recyclage pour le PET

Reste à mettre en place une filière de recyclagerecyclage suffisamment importante pour obtenir une massemasse significative de déchetsdéchets plastique. Ning Li a ainsi calculé pour Futura qu'il faudrait 1,527 kgkg de bouteilles en plastique pour produire un litre de biocarburantbiocarburant. L'invention permettra donc plus à se débarrasser du PET, un plastique non biodégradable, qu'à alimenter le trafic aérien au niveau mondial. Utilisé comme additif, il offre toutefois des perspectives prometteuses grâce à sa simplicité de mise en œuvre.