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Une collaboration entre des chercheurs israéliens et une entreprise portugaise de recyclage a conduit à une nouvelle solution au problème du plastique jetable.
Par Yael Mor, Israël21c
Chaque année, plus de 300 millions de tonnes de plastique sont produites dans le monde et environ la moitié des matériaux produits sont conçus à fins d’usage unique.
Plus de plastique a été produit au cours de la dernière décennie que tout au long du siècle dernier. Son coût peu élevé, ses propriétés rigides et flexibles et sa grande polyvalence ont facilité et normalisé une culture conditionnée aux déchets, dégradant et polluant ainsi l’environnement.
Jusqu’à présent, le recyclage mécanique et chimique constituait la réponse par défaut pour faire face au plastique en fin de vie. Cependant, si des méthodes populaires telles que la compression thermique (recyclage thermomécanique) permettent de recycler toutes les formes de plastique, elles consomment beaucoup d’énergie et peuvent nuire à l’intégrité des molécules de polymère avant d’être expédiées à des entreprises de fabrication tierces pour des utilisations alternatives.
Des chercheurs de l’Université Ben-Gourion du Néguev étudient la biodégradation par les bactéries – un moyen plus simple et plus écologique de décomposer et de recycler le PET (polyéthylène téréphtalate), le type de plastique le plus courant dans les emballages alimentaires, les boissons et les produits textiles.
En novembre, un accord de collaboration de recherche a été signé entre BGN Technologies, la société technologique de l’Université Ben-Gourion et la société portugaise Ecoibéria dans le cadre d’un projet d’un an pour étudier et démontrer l’efficacité de la biodégradation bactérienne du PET.
Les résultats de l’étude conjointe permettent de rationaliser le processus de recyclage du plastique actuellement encombrant utilisé aujourd’hui, qui consiste à collecter des bouteilles en plastique dans des bacs de recyclage avant de les trier par type et par couleur, puis de les broyer en petits copeaux et de les fondre en feuilles de matière première et de fibres.
20 ans de recherche
«Nos recherches ont porté sur la décomposition de divers polymères de plastiques», explique le professeur Ariel Kushmaro du département de génie biotechnologique de BGU.
Le chercheur principal de ce projet a été le professeur Alex Sivan, qui a commencé à travailler dans ce domaine il y a 20 ans, lorsque la recherche mondiale sur la décomposition biologique des plastiques en était à ses débuts.
«Nous sommes partis du principe que la biodégradation est dérivée de la nécessité pour le micro-organisme d’une source d’énergie et de carbone», a déclaré Kushmaro.
«Pour cela, ils décomposent la matière organique – les chaînes carbonées, comme les sucres et même les protéines. Nous pensions que le plastique, le polyéthylène et le PET étant également composés de chaînes de carbone, nous préparerions une sorte de «culture d’enrichissement» – un sol contaminé au fil des ans par du plastique ou du PET avec sa population bactérienne d’origine. »
L’obstacle évident est que le polyéthylène est considéré comme une substance non biodégradable en raison de ses liaisons carbone-carbone très stables. Ainsi, sa décomposition bactérienne doit être facilitée manuellement en laboratoire.
«En plus des bactéries, nous avons ajouté le matériau que nous voulions qu’elles décomposent et les avons laissées agir pendant quelques semaines. Après plusieurs tentatives, nous avons vu un micro-organisme qui se développe et utilise le polyéthylène comme source de carbone et d’énergie. Ce sont les bactéries qui peuvent manipuler les polymères », explique Kushmaro.
«Nous avons compris que pour que les bactéries biodégradent les liaisons carbone dans les polymères plastiques, elles devaient être cultivées dans un environnement sans carbone, afin que les bactéries n’aient pas d’autre choix que de consommer le seul carbone disponible dans le plastique pour survivre », dit Kushmaro.
«Bien sûr, aux fins du processus, il ne suffit pas de fournir aux bactéries des chaînes de carbone. Nous avons dû leur donner toutes sortes d’additifs, comme des sources d’azote et de phosphore pour leur faciliter la décomposition« .
Kushmaro, Sivan et leur équipe de recherche ont fini par découvrir plusieurs types de bactéries capables de biodégrader avec succès des microplastiques de polyéthylène dans des échantillons de sol.
«Nous avons montré que dans les 30 jours, 10 à 20 pourcents du poids du sol étaient perdus simplement grâce à l’activité de décomposition effectuée par les bactéries, qui émettaient du dioxyde de carbone lors du processus de respiration», a révélé Kushmaro.
Ecoibéria, spécialisée dans le recyclage des bouteilles en PET, a reconnu le potentiel des recherches de Kushmaro et Sivan et s’est adressée à BGN Technologies. La collaboration impliquera des tests en laboratoire en Israël sur la façon dont les bactéries sont capables de décomposer le PET et si les sous-produits intermédiaires peuvent être séparés et utilisés comme matières premières pour l’industrie du plastique.
Si tel est le cas, il y aura une autre série d’investissements dans le pilote. Si le projet pilote réussit finalement, il faudra au moins deux à trois ans de recherches supplémentaires avant que cette technologie puisse être appliquée dans un contexte industriel.
Plus efficace, meilleure qualité
«Aujourd’hui, si vous voulez recycler efficacement, vous devez séparer les bouteilles d’eau des bouteilles de lait et des contenants de shampoing et plus encore. La nécessité de séparer tous les types de plastiques les uns des autres est ce qui rend le processus si complexe », a déclaré le Dr Noam van der Hal, qui étudie les microplastiques à l’Université de Haïfa.
«En fait, il est très difficile de recycler les produits en plastique avec le même niveau de qualité et les mêmes propriétés que celles qu’ils avaient à l’origine. Aujourd’hui, au lieu de recycler une bouteille en bouteille, nous la recyclons en aire de jeux, en banc ou en matériau de construction. Par conséquent, ce n’est pas du recyclage au sens plein du terme. »
Selon Kushmaro, le produit obtenu lors de la décomposition biologique est la matière première d’origine.
«Ce que nous essayons de produire avec Ecoibéria, c’est un processus où les mêmes copeaux de PET se décomposent en matières premières afin que le produit puisse être vendu sous sa forme de matière première d’origine. L’idée est que les micro-organismes ou les enzymes décomposent les chaînes polymères moléculaires afin d’extraire les matières premières propres du mélange et de reproduire le PET comme le feraient les pratiques industrielles conventionnelles« .
Le nouveau processus sera-t-il économiquement viable? Selon Kushmaro, la biodégradation est beaucoup moins chère que les procédés thermiques ou chimiques de recyclage, ce qui lui confère un avantage concurrentiel sur le marché des matières premières.
«Ils recherchent des solutions holistiques susceptibles d’améliorer le recyclage. Cela est également lié aux tendances environnementales sur le marché européen, où l’on encourage l’investissement dans des projets «verts» qui réduiront la pollution de l’environnement. Notre recherche s’inscrit dans cette tendance bienvenue. »
Yael Mor écrit pour ZAVIT – l’agence de presse de l’Association israélienne des sciences de l’écologie et de l’environnement.
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