"Nous ne pouvons pas recycler notre sortie"

Par Samantha Wohlfeil / InvestigateWest

Face au cycle de vie du plastique, des centaines de solutions vous attendent,des bioplastiques alternatifs qui pourraient être capables de se dégrader par la magie des champignons, au recyclage chimique complexe qui peut décomposer les plastiques pour devenir d'autres produits pétroliers ou pour être reconstruits comme neufs.

Mais aussi prometteur que puisse paraître le recyclage chimique et les plastiques de nouvelle génération, les experts affirment également que certaines des solutions les plus réalistes à la pollution plastique consistent à l'éliminer autant que possible des emballages.

Les décideurs se demandent : comment les fabricants peuvent-ils concevoir leurs emballages en plastique pour qu'ils soient recyclés plus facilement une fois que les consommateurs en ont fini avec eux ? Les emballages doivent-ils tous être de la même couleur de plastique pour éviter la contamination par les colorants dans les processus de recyclage ? Des marqueurs sur différents types de plastique pourraient-ils aider les robots d'imagerie des installations de tri à mieux faire leur travail lors du détournement des conteneurs par type ? Quels produits pourraient éviter complètement d'utiliser du plastique ?

Actuellement, la grande majorité du recyclage du plastique se fait par des méthodes mécaniques. Premièrement, les plastiques post-consommation sont divisés en nombre; par exemple, le plastique PET (polyéthylène téréphtalate) couramment utilisé pour les bouteilles de boissons doit être séparé du plastique HDPE (polyéthylène haute densité) qui est souvent utilisé pour les contenants de détergent à lessive. Chaque groupe est ensuite souvent déchiqueté et fondu en granulés qui peuvent être refondus et transformés en de nouveaux emballages. Ou différents plastiques peuvent être réutilisés dans des planches pour les terrasses extérieures ou transformés en fibres pour les tapis et les vêtements.

Mais parce que la chaleur peut dégrader les chaînes polymères (chaînes de molécules répétitives) dans le plastique, il y a des limites au nombre de fois où le plastique peut être "recyclé" dans le sens le plus vrai d'être transformé en un nouveau produit.

Avec ces limites à l'esprit, de nombreuses personnes, de celles qui travaillent pour les plus grands fabricants de pétrole et de produits chimiques (pensez à BP et Dow) aux entrepreneurs individuels, expérimentent le recyclage chimique comme moyen potentiel de recycler encore plus de plastique. Moins de 10 % des matières sont effectivement recyclées, mais le recyclage chimique offre la promesse de reconstruire les chaînes de molécules qui sont décomposées par la chaleur, ainsi que la possibilité de convertir les plastiques en carburants et autres composés.

La question de savoir si certaines des nouvelles propositions de recyclage chimique réussiront réellement est une question. Les contraintes courantes incluent les coûts élevés de construction et d'alimentation des installations de traitement, l'achat de produits chimiques coûteux et le défi de s'approvisionner de manière fiable en matériaux non contaminés par des restes de nourriture, des colorants ou d'autres types de plastique ou de déchets. D'autres préoccupations portent sur les émissions de gaz à effet de serre du processus de recyclage chimique et, dans le cas de la transformation des plastiques en carburants, la combustion des produits finaux, et si ces coûts climatiques sont inférieurs à ceux causés par la création de plastique vierge.

Pendant ce temps, des innovateurs de tous âges développent des alternatives au plastique à base de peaux de poisson, d'amidons végétaux et d'autres substances biodégradables qui offrent la promesse d'une décomposition rapide lorsqu'elles sont éliminées correctement, un contraste frappant avec les milliers d'années que les plastiques traditionnels peuvent persister dans l'environnement.

Alors que les gens se demandent si le recyclage chimique ou les alternatives au plastique peuvent empêcher la pollution par le plastique - qui a déjà pollué l'air, l'eau et la terre dans le monde entier - les gouvernements locaux du pays sont toujours en train de comprendre les options de recyclage qui existent déjà.

L'appel au réveil de l'État de Washington est survenu il y a environ cinq ans lorsque la Chine a cessé d'accepter des balles hautement contaminées de matériaux recyclés du monde entier. Les législateurs de Washington, en réponse à la perte d'un marché qui absorbait plus de 60 % des matériaux recyclés de l'État, ont créé le Centre de développement du recyclage en 2019. Les législateurs ont chargé le Département de l'écologie de l'État, via le nouveau centre, d'aider à créer des marchés nationaux pour les matériaux recyclables de l'État.

Washington était sur la bonne voie pour montrer la voie en s'attaquant aux gros problèmes de recyclage liés aux plastiques et autres matériaux, mais le Centre de développement du recyclage a démarré lentement car la pandémie de COVID-19 a poussé les agences à passer au travail à distance et le gouverneur Jay Inslee a gelé les embauches inutiles. Le conseil consultatif de 14 membres du centre, composé de scientifiques, de fabricants, d'écologistes et plus encore, a commencé à se réunir virtuellement en 2020, offrant plus tard des subventions à des projets pilotes de recyclage et finançant des études qui ont identifié les options et les problèmes de recyclage.

Des chargements de bouteilles en plastique, de carton, de verre et de journaux circulent le long d'un ensemble complexe de bandes transporteuses et de bacs à trier au centre de technologie de recyclage et de matériaux de Spokane (SMaRT) de Waste Management. (Jeune Kwak / Intérieur)

"Nous avions des ressources de la législature que nous ne pouvions pas utiliser pour embaucher un consultant, nous avons donc mis en place un petit programme de subventions pour les gouvernements locaux et les universités", explique Kara Steward, directrice du Recycling Development Center.

Récemment, le centre a pu soutenir des concours d'accélérateurs d'entreprises, tels que NextCycle Washington, qui vise à identifier des idées innovantes susceptibles de créer une économie circulaire pour des matériaux comme le plastique. Les personnes ayant des idées prometteuses recevront de l'aide pour présenter aux investisseurs et se connecter avec des groupes qui ont des poches bien plus importantes qu'un programme d'État, dit Steward.

"Nous sommes vraiment excités parce que ce n'est pas le genre de chose que fait le Département d'écologie", a déclaré Steward. "Nous voulons garder la santé humaine et l'environnement propres, et je suis ici en train de dire : 'Mais attendez, je veux donner de l'argent aux entreprises !' Tout le monde autour de moi est comme, 'Tu ne peux pas faire ça.' 'Ouais, en fait, je pense que je peux.'"

Les nouvelles idées axées sur des solutions en dehors du système de recyclage sont également les bienvenues, car les innovations en matière d'emballage peuvent mieux réduire les déchets que nous créons.

"Nous ne pouvons pas recycler notre solution au problème du plastique", déclare Steward. "Nous avons recyclé 8% du plastique fabriqué depuis le début du plastique. Nous devons sortir des sentiers battus, faire de nouvelles choses, et NextCycle Washington est un excellent moyen d'essayer de donner un coup de pouce à ces innovations qui ont juste besoin d'un peu d'aide."

Dans un rapport de 2021 financé par le Recycling Development Center, le professeur de recherche Karl Englund et une équipe d'ingénierie civile et environnementale de l'Université de l'État de Washington ont décrit les options de recyclage chimique et thermique existantes pour le plastique - telles que des solutions à forte intensité de chaleur comme la pyrolyse et la gazéification, ou des solutions à base de catalyseur comme la glycolyse - et ont évalué leur viabilité à fonctionner dans le nord-ouest du Pacifique.

Le recyclage chimique peut créer de nouveaux plastiques, du gaz de synthèse (fabriqué à partir d'hydrogène et de monoxyde de carbone provenant du bois, des plastiques ou d'autres sources), des huiles bio et d'autres produits.

Le rapport a révélé qu'il pourrait y avoir suffisamment de plastiques post-consommation dans l'est de Washington ou dans la région de Puget Sound pour soutenir un recycleur de produits chimiques de chaque côté de l'État si les taux de recyclage des consommateurs devaient augmenter de manière significative - d'un taux actuel d'environ 8 % à 50 %. Mais le rapport note également que les coûts d'ouverture d'une nouvelle installation peuvent être prohibitifs, d'autant plus que les prix du marché des produits finis peuvent varier.

"Il y a un besoin certain d'obtenir des fonds d'investissement pour faire de tout processus de recyclage un succès", indique le rapport. « Avoir des investisseurs éduqués et informés sur la chaîne d'approvisionnement du recyclage est indispensable pour qu'ils soient à l'aise d'investir dans ce qui peut être une entreprise quelque peu risquée. Sans une gestion des investissements suffisante, les petites entreprises et les start-ups auront du mal à sécuriser les investissements et à atténuer les risques.

L'équipe de recherche a également compilé une base de données de centaines de recycleurs existants. Bien qu'elle ait été mise à jour au printemps 2022, la liste pourrait déjà être mise à jour avec 100 nouvelles entreprises essayant de travailler sur le recyclage du plastique, dit Englund. Maintenir une liste fiable est un défi, car les entreprises font souvent sensation lorsqu'elles annoncent leur nouveau processus de recyclage prometteur, mais certaines disparaissent si leur processus ne se déroule pas ou n'obtient pas de financement, explique Englund.

Les multinationales massives telles que Dow ou BASF, qui fabriquent des additifs qui contribuent aux processus de recyclage mécanique les plus populaires, sont plus susceptibles de rester, car leurs produits sont facilement disponibles et bénéficient de plus de financements, explique Englund.

Même lorsque de nouvelles installations ouvrent, elles ne fonctionnent pas toujours comme prévu. Ces dernières années, une entreprise a offert à Boise, dans l'Idaho, la possibilité de recycler ses films plastiques tels que des sacs et des couvercles de récipients pelables en carburant diesel, mais une grande partie de ce qui a été collecté a finalement été brûlée pour produire de l'énergie plutôt que convertie en carburant, a rapporté Reuters l'année dernière. La société a déclaré que le changement était dû à des niveaux élevés de contamination dans le flux de recyclage de Boise, mais Reuters a noté que plusieurs autres projets de "recyclage avancé" dans le monde avaient également échoué ou avaient été considérablement retardés ces dernières années, en grande partie en raison de coûts élevés.

Glycolyse : Ce processus décompose le plastique grâce à l'utilisation de catalyseurs qui rompent certains liens moléculaires.

Gazéification : Combinant le plastique avec de la chaleur, de l'oxygène et de la vapeur (ou une combinaison similaire), le matériau peut être transformé en gaz de synthèse.

Gaz de synthèse : Le gaz de synthèse est fabriqué à partir de nombreux matériaux qui peuvent créer une combinaison d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Lorsqu'il est fabriqué à partir de plastique (utilisant de la chaleur et de l'oxygène ou de la vapeur), le gaz de synthèse peut être utilisé pour plusieurs choses, y compris le carburant des piles à combustible pour produire de l'électricité.

Polyéthylène téréphtalate : Également connu sous le nom de PET ou PETE, ce plastique est largement utilisé pour les contenants de boissons et est le plus recyclable.

Polyéthylène haute densité : Aussi connu sous le nom de HDPE, ce plastique est souvent utilisé pour des choses comme les contenants de détergent à lessive et est également connu pour être plus facile à recycler que certains autres plastiques.

Chlorure de polyvinyle : Un type de plastique également connu sous le nom de PVC.

Polystyrène : également connu sous le nom de polystyrène, ce plastique a toujours été moins facile à recycler car sa nature légère et volumineuse rend difficile l'expédition d'un approvisionnement adéquat aux recycleurs. Cependant, certains recycleurs chimiques se sont appropriés le matériau.

Cependant, Englund dit que si de nombreux organes de presse peuvent se concentrer sur les échecs du recyclage, les scientifiques et les entreprises font des progrès significatifs pour faire progresser le recyclage des produits chimiques.

"Les gars du monde du plastique se bousculent pour que cela se produise", déclare Englund. "Avons-nous tous besoin de faire plus? Ouais. Mais au moins, nous faisons des pas dans la bonne direction, et je suis prudemment optimiste."

De nouvelles alternatives doivent être évaluées pour s'assurer qu'elles constituent une meilleure option que de continuer à produire du nouveau plastique.

Par exemple, supposons qu'un magasin passe aux bouteilles en verre qui peuvent être retournées pour une consigne, lavées, remplies et remises en rayon. Le poids du transport de ces récipients en verre dans des véhicules contribue-t-il à une consommation d'essence plus faible et à une empreinte carbone plus importante que les récipients en plastique légers et recyclables ? Quelle quantité d'eau est nécessaire pour nettoyer les conteneurs par rapport à en produire de nouveaux ?

Le recyclage chimique peut créer de nouveaux plastiques, du gaz de synthèse (fabriqué à partir d'hydrogène et de monoxyde de carbone provenant du bois, des plastiques ou d'autres sources), des huiles bio et d'autres produits.

Pour un recyclage avancé, les entreprises doivent calculer si l'énergie nécessaire pour décomposer chimiquement et reconstruire les plastiques est supérieure aux émissions de gaz à effet de serre liées à la création de nouveaux plastiques.

En amont, les décisions de conception des emballages peuvent également contribuer à rendre les produits plus recyclables.

Prenez un récipient en plastique contenant des lingettes javellisantes. Si le corps du conteneur est blanc, que le dessus du conteneur est d'une autre couleur et que l'étiquette est imprimée directement sur le plastique, ces colorants peuvent "contaminer" le processus lorsque les recycleurs tentent d'obtenir une couleur homogène, explique Englund.

"Lorsque nous développons ce plastique au tout début, nous devons regarder et dire:" Comment puis-je le ramener à cette forme à la fin de sa vie? "", Dit Englund.

Une meilleure conception pour ce conteneur de lingettes pourrait être aussi simple que d'utiliser une couleur pour l'ensemble du conteneur et d'imprimer l'étiquette sur du papier, ce qui est beaucoup plus facile à retirer avant le processus de recyclage chimique et pourrait également être recyclé séparément, dit-il.

Englund se demande également si d'autres caractéristiques de conception telles que des symboles imprimés à l'encre infrarouge pourraient aider les installations de récupération de matériaux à trier plus facilement les différents matériaux.

Il peut également être nécessaire d'apporter des changements du côté des consommateurs, dit-il, car une grande partie de la conception est basée sur les préférences des consommateurs pour l'apparence de l'emballage.

"Comment, en tant que société, apprenons-nous à accepter des choses qui ne sont pas d'un million de couleurs différentes [avec] toutes ces choses sympas qui s'y ajoutent ?" demande Englund. "Tu sais, hey, c'est juste du lait."

Certains États contribuent à faire pencher la balance en faveur des systèmes circulaires en exigeant des pourcentages plus élevés de matériaux recyclés post-consommation dans les emballages dans les années à venir. Certains adoptent également des règles de "responsabilité élargie des producteurs" qui obligent les fabricants à payer pour le recyclage de leurs produits à la fin de leur cycle de vie. Ces politiques pourraient faire disparaître certaines méthodes de recyclage du plastique, car les fabricants seront plus enclins à acheter les produits recyclés pour répondre aux mandats des États.

En tant que lycéenne et étudiante de deuxième année à Spokane, Washington, Anna Armstrong a étudié le potentiel des champignons pour améliorer le compostage. (Paul Conrad/InvestigateWest)

Étonnamment, vous n'avez pas besoin de travailler dans un laboratoire de plusieurs millions de dollars soutenu par une énorme société pour concevoir une alternative au plastique.

Pour Anna Armstrong, 18 ans, le désir d'aider à résoudre le problème mondial du plastique a commencé particulièrement jeune. Au début de ses cours de sciences de première et de deuxième année à la Ferris High School de Spokane, Armstrong a étudié le potentiel des champignons pour améliorer le compostage. Constatant à quel point il était difficile de composter des bioplastiques déjà disponibles en épicerie, elle s'est demandé si elle pouvait inventer une alternative.

Elle a étudié certaines des options explorées, telles que l'utilisation de la peau d'espèces de poissons envahissantes pour fabriquer des bioplastiques, qui s'attaquent à deux problèmes environnementaux à la fois. Mais travailler avec des peaux de poisson malodorantes n'était pas vraiment attrayant.

Son travail sur le compost l'a amenée à un champignon spécifique, Aspergillus oryzae, et elle s'est demandé s'il pouvait être utilisé pour décomposer les types de plastiques à base d'amidon végétal, tels que les doublures de poubelles compostables, qui deviennent de plus en plus populaires dans le domaine des alternatives au plastique.

"Aspergillus oryzae se trouve souvent en Asie dans la gestion des aliments car il est utilisé pour la fermentation du riz", explique Armstrong. "Je cherchais ce qu'il faisait, et il se lie en quelque sorte à l'amidon et commence à le ronger, ce qui facilite le processus de fermentation. J'ai donc appliqué cela à la dégradation du plastique pour voir comment je pourrais résoudre un problème distinct. "

Au cours des deux dernières années de ses cours d'innovation biomédicale au lycée – la plupart du temps à travailler à distance en raison de la pandémie – elle a recherché des sources durables de poudre d'arrow-root, de vinaigre et de glycérine végétale qui pourraient créer de fines feuilles de plastique similaires à celles trouvées enroulées autour des produits sur les étagères des magasins, et s'est mise au travail pour créer ses propres prototypes.

"J'ai essayé probablement 30 ou 40 recettes avant d'en trouver une que je pourrais utiliser", déclare Armstrong. "Les ratios peuvent être assez délicats."

Elle a également essayé d'ajuster ses méthodes pour rendre les prototypes plus transparents et avec le moins d'imperfections visibles possible, car les consommateurs peuvent être pointilleux.

Armstrong a emmené son bioplastique à la foire régionale des sciences et de l'ingénierie de l'est de Washington, où elle a remporté la première place pour son invention et a ensuite participé virtuellement à la foire internationale des sciences et de l'ingénierie à Atlanta, en Géorgie, où elle s'est classée quatrième au monde dans la catégorie ingénierie environnementale cette année. Les juges l'ont aidée à expliquer comment réduire la consommation d'eau lors de la création du film bioplastique et l'ont coachée sur la manière de décrire son travail.

Le bioplastique d'Anna Armstrong s'est classé quatrième au monde dans la catégorie de l'ingénierie environnementale cette année au Salon international des sciences et de l'ingénierie à Atlanta, en Géorgie. (Paul Conrad/InvestigateWest)

Cet automne, elle commence ses études à l'Université Western Washington, où elle prévoit de se spécialiser en sciences de l'environnement et mineure en justice environnementale. À terme, elle souhaite obtenir son doctorat en mycologie (l'étude des champignons, comme les champignons) tout en continuant à développer son produit, qu'elle espère voir un jour sur les tablettes des magasins.

"Je veux prouver qu'il n'est pas impossible de fabriquer un plastique qui fonctionne réellement et qui soit respectueux de l'environnement", déclare Armstrong. "Si je peux le faire à 17 ans, alors les scientifiques qui travaillent depuis toujours dans le domaine de l'ingénierie environnementale devraient être capables de le faire avec des années d'expérience."

Une partie de sa passion découle également du fait qu'elle a grandi avec des craintes quant à l'impact du changement climatique sur la planète au cours de sa vie. Elle dit que les scientifiques essaient tout ce qu'ils peuvent pour amener le monde à tenir compte de leurs avertissements, mais il semble que personne n'agisse.

"Je veux vraiment vivre dans un monde [où] je n'ai pas à me soucier de ce à quoi les générations futures peuvent ressembler, et même pas des générations futures d'humains, je parle de toute la flore et de la faune qui vit dans le monde et dépend de l'environnement qui nous entoure", déclare Armstrong. "La peur n'est pas une excuse pour être complaisant. Ce n'est pas parce que d'autres personnes ne l'ont pas fait que vous ne pouvez pas."

IMAGE EN VEDETTE : Joseph Lopez de Seattle et d'autres bénévoles ont collecté des déchets marins au Golden Gardens Park de Seattle. (Dan DeLong/InvestigateWest)

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