La chimie entre dans la boucle

Le 01 novembre 2014 par Sylvie Latieule

Loin d'être nouvelle, la contribution de l'industrie chimique à l'économie circulaire s'accélère. De l'économie de matière et d'énergie au recyclage, de nombreuses pistes sont investiguées.

Depuis la révolution industrielle, un modèle économique prévaut : celui de l'économie linéaire qui consiste à produire et consommer en abondance en s'appuyant sur des ressources naturelles illimitées. Ce modèle de développement a certes permis d'accélérer le « progrès ». Mais dans un contexte d'augmentation drastique de la population mondiale qui pourrait s'établir à 10 milliards d'individus en 2050, la société de consommation trouve ses limites. Nos prélèvements sur les ressources naturelles commencent à dépasser la biocapacité de la terre, c'est-à-dire sa capacité à régénérer les ressources renouvelables, à fournir des ressources non renouvelables et à absorber les déchets. Nous entrons dans un monde fini. D'où l'émergence de ce concept d'économie circulaire qui, bien au-delà du simple recyclage, met notamment l'accent sur de nouveaux modes de conception, de production et de consommation, le prolongement de la durée d'usage des produits, l'usage plutôt que la possession de biens, la réparation, la réutilisation... « L'économie circulaire est née dans les années 70, avec des réflexions autour du recyclage. Mais il faut aller au-delà. Dans une économie en croissance, la contribution que peut apporter le recyclage reste limitée » explique Alain Geldron expert national Matières Premières à l'Ademe. Il illustre ce point avec le cas du cuivre. Aujourd'hui, on extrait 17 millions de tonnes de cuivre par an. Au rythme de croissance actuel, à la fin du siècle, il nous en faudra 250 Mt/an, alors que les réserves sont estimées à 600 Mt. Même si l'on recyclait 100 % du cuivre actuellement en circulation, il représentera moins de 40 % du besoin de cuivre à la fin du siècle.

Le cas des minerais ou des métaux est souvent utilisé pour expliquer ce concept d'économie circulaire qui allie recyclage, écoconception et sobriété. En réalité, le concept d'économie circulaire touche toutes les matières, aussi bien l'eau, l'air, les sols que toutes les matières premières, y compris énergétiques, qui peuvent entrer dans un procédé chimique. C'est pourquoi des réflexions ont été engagées sur ce sujet de l'économie circulaire dans l'industrie chimique. Une association a même été créée en juin 2012, baptisée 2ACR, avec pour objet de partager une vision commune et montrer une communauté d'objectifs. Seuls 20% des adhérents sont des industriels relevant de la convention collective de la chimie. En effet, sur un tel sujet, il est nécessaire de fédérer une communauté d'acteurs plus large en englobant notamment des collecteurs et des recycleurs, mais aussi et surtout des utilisateurs de matières recyclées Parmi ses 20 membres fondateurs, on retrouve ainsi des industriels de la chimie et des services à l'environnement : Arkema, Solvay, BASF, Séché Environnement, Total, Veolia, Suez Environnement, Dehon, Terra Nova, des syndicats professionnels et pôles de compétitivité ...

Déléguée générale de l'association, Claire Dadou-Willmann confirme que « Le Conseil National de l'industrie et le Comité Stratégique de Filière Chimie et Matériaux se sont emparés de ce sujet », rappelant que l'industrie chimique a toute sa légitimité sur ce sujet de l'économie circulaire. D'abord, elle mène de nombreuses actions autour de l'efficacité énergétique et sur l'écologie industrielle où le déchet d'une usine peut devenir une matière première pour une autre. Ceci entre dans le cadre des efforts de sobriété. Par ailleurs, la chimie est une industrie d'innovations. Elle est en mesure de contribuer au développement de solutions plus respectueuses de l'environnement selon le principe de circularité pour des domaines variés comme le bâtiment, le transport du futur, le stockage de l'énergie.

Enfin, l'industrie chimique se révèle un acteur incontournable du recyclage en agissant à plusieurs niveaux. Elle peut intégrer, dès la conception, des marqueurs pour faciliter le repérage et le tri des matériaux en fin de vie. Elle peut développer des procédés et des produits permettant la réintroduction des matériaux dans les chaînes de production...

Si l'on s'en tient à ces actions, on s'aperçoit que l'industrie chimique contribue déjà à cette économie circulaire. Cela fait fort longtemps qu'elle a rejoint le monde du recyclage, en recyclant ses réactifs, ses solvants, ses catalyseurs... Dans ce domaine, l'économie de fonctionnalité est déjà en place, lorsqu'un industriel met à disposition des produits (solvants, réactifs, emballages) « consignés ». Quant à la valorisation énergétique des déchets, c'est aussi une autre facette de l'économie circulaire quand il n'y a pas de valorisation matière possible. Aussi la question qui se pose est qui a-t-il de vraiment nouveau ?

« Le recyclage est soutenu depuis longtemps par l'Ademe, et notamment par le programme des investissements d'avenir. Nous travaillons sur la réparation de biens de consommation. Nous soutenons l'écologie industrielle. Ce qu'il y a de nouveau, c'est le rythme qui doit s'accélérer dans le cadre d'une vision globale », explique Alain Geldron (Ademe). Faire mieux et aller plus loin : c'est justement l'objectif de l'industrie chimique et de l'association 2ACR. À cet égard, l'initiative lancée par SIAP (Sarp Industries Aquitaine Pyrénées), dans le recyclage de l'iode, est assez illustrative. « L'iode fait partie des halogènes parmi les plus rares. Sa consommation mondiale est de l'ordre de 35 000 t par an et elle n'arrête pas de croître », explique Pascal Lefèvre, directeur général de SIAP à Bordeaux. Son cours mondial se situe entre 20 et 40 dollars le kg, avec parfois des envolées de cours qui pénalisent ses nombreux secteurs d'applications : du multimédia à l'alimentation en passant par la synthèse organique ou les agents de contraste. C'est ainsi que SIAP a eu l'idée de travailler sur les effluents aqueux d'usines, notamment pharmaceutiques utilisant des dérivés iodés. Des effluents riches en iodures sont alors collectés dans toute la France. « Nous avons développé à partir de 2011 un procédé de purification permettant d'extraire l'iode d'effluents riches en iodures. Nous avons déposé un brevet autour de cette récupération », explique Pascal Lefèvre. « Ceci nous a conduit à installer en 2012 un pilote sur notre site de Bassens qui traite 1500 t d'effluents par an pour une production d'iode de 50 t/an », poursuit le dirigeant qui précise que la rentabilité du procédé est portée par le cours élevé de l'iode.

Mais outre quelques cas particuliers comme celui de l'iode, ou des terres rares recyclées chez Solvay, le plus important gisement de recyclage se situe probablement dans les matériaux plastiques. « Le cas des plastiques est un sujet clé dans le domaine des déchets. Notre faculté à pouvoir ou non les recycler aura des conséquences majeures pour la planète de demain. C'est une vraie problématique pour laquelle nous devons trouver des solutions collectivement », estime Michel Valache, président de 2ACR.

Pour l'heure, le sujet du recyclage des emballages en PET est celui qui est le mieux engagé. Dans ce domaine, on procède à un tri mécanique, nettoyage puis réintégration de la matière, sans déclassement, dans le cycle de fabrication de nouvelles bouteilles. C'est notamment ce que propose la marque Volvic avec des bouteilles faites à la fois de matière végétale, de matière recyclée et de nouvelle résine. Quoi qu'il en soit on peut aller plus loin car la France ne recycle que 50% de ses bouteilles, contre 80% pour la Belgique. Au-delà du PET, il existe aussi des gisements de polyéthylène (haute et basse densité), de polypropylène, de polystyrène, de PVC... Certains de ces polymères sont déjà partiellement recyclés mais beaucoup reste à faire. Or le recyclage des plastiques ne progresse que très lentement. Des innovations seront nécessaires tant organisationnelles que technologiques pour le développer.

C'est ainsi que le comité stratégique de la filière Chimie et Matériaux a décidé de lancer une étude sur la chaîne de valeur du recyclage des plastiques. « Pour préparer cette étude, 2ACR a conduit une analyse des gisements, élément préalable indispensable », précise Claire Dadou-Willmann. Mais si cette analyse de gisements est un prérequis, les aspects collectes et récupération seront tout aussi importants. « La collecte peut être compliquée et chère et peser sur les coûts tout autant que la capacité à trouver des solutions technologiques », ajoute-t-elle. Plus que tout autre domaine, le recyclage requerra une coordination des différents acteurs de la filière.

L'étude, mise en oeuvre dans le CSF Chimie et Matériaux, est une première étape de ce travail en commun. Elle a permis de rassembler autour de la table, dans un même Comité de pilotage, les ministères (DGE, MEDDE), l'Ademe, 8 fédérations industrielles (CCFA, ATILH, Elipso, FNADE, Federec, UIC, PlasticsEurope, Plasturgie), Adivalor, Valorplast et 3 éco-organismes (Éco-systèmes, Ecologic, Éco emballages). Le partage des constats et des pistes d'actions est crucial pour un développement volontariste du recyclage des plastiques en France. Aucune étape ne sera rentable à elle seule, que l'on parle de tri mécanique, tri chimique ou recyclage. Il faudra partager la valeur sur toute la chaîne pour avoir de la rentabilité. « Aujourd'hui, la rentabilité des modèles économiques de collecte, tri, recyclage n'est pas assurée et dépend largement du cours des matières vierges. Un travail collaboratif sera nécessaire afin de dégager des solutions pérennes », estime le président. Et puis, même si techniquement, on sait tout faire, jusqu'à la valorisation matière des monomères, en matière de recyclage, gare au « jusqu'au-boutisme ». Si l'on recycle à tout prix, les coûts environnementaux et économiques seront insupportables. Dans ce cas, la valorisation énergétique trouve sa justification. Trier à tout prix n'est pas une règle d'or, il faudra se concentrer sur ce que l'on sait faire dans des conditions économiques acceptables, précise le président Michel Valache.

 

Des pré-requis réglementaires

 

Dans cette philosophie de l'économie circulaire, le déchet est une ressource. Mais encore faut-il que la réglementation participe à cette reconnaissance. La sortie du statut de déchet est une notion qui a été introduite par la directive cadre déchets et qui permet à un déchet de devenir produit, s'il respecte les critères définis réglementairement. Désormais, les matériaux ferreux peuvent cesser d'être des déchets puisque le règlement européen y afférent a été publié. Pour les plastiques, c'est encore en discussion. « Rien n'est sûr et clarifié. Pour les industriels, il est difficile de faire des investissements dans cet environnement. D'autant que Reach laisse beaucoup d'interrogations pour l'utilisation de matières recyclées », ajoute Claire Dadou-Willmann. Pourtant, l'enjeu est de taille. Michel Valache estime que : « Si elle est bien gérée, la ressource déchet pourrait contribuer à réindustrialiser la France ». Dans le domaine du recyclage des catalyseurs, la France détient 60 à 70 % du marché mondial. Pourquoi ne pas surfer sur cette vague ?

3 QUESTIONS À CHRISTIAN TRAISNEL Directeur général de Team2*LE RECYCLAGE CHIMIQUE DES PLASTIQUES EST ENCORE TROP ONÉREUX

Où en est le recyclage des matières plastiques par rapport à celui d'autres matériaux ? Le plastique est l'une des matières les moins bien recyclées, de l'ordre de 25 % alors que le verre ou le papier sont aujourd'hui recyclés à plus de 60 %. On a tout à faire. Il existe bien le dispositif des REP, mais les obligations de recyclages sont exprimées en pourcentage de la masse. Or le plastique est une matière de faible densité. La problématique de son recyclage arrive en dernier. Quels sont les types de matières plastiques les plus recyclés ? Certainement dans le domaine de l'emballage, avec un organisme comme Éco-Emballages. Mais on fait surtout du recyclage mécanique de thermoplastiques où la chimie intervient peu. C'est le cas notamment des bouteilles en PET qui sont recyclées pour la fabrication d'autres bouteilles ou de textiles. Il existe d'autres exemples dans le domaine du PEhD, du PS et quelques actions volontaristes de la part des producteurs de PVC. En revanche, le PP reste très peu recyclé. Dans tous les cas, le recyclage chimique avec un retour au monomère ne s'est pas développé car on ne sait pas le payer. Il faut savoir qu'une mise en décharge coûte environ 80 euros la tonne, sans compter les coûts logistiques. Si on veut recycler des matières plastiques, on sait que l'on dispose de ce montant. Et à ce prix-là, on ne peut pas faire grand-chose, à moins d'interdire la mise en décharge, comme l'a fait l'Allemagne. Tout le monde s'attend à ce que des produits recyclés soient moins chers. Mais la logique serait qu'ils soient vendus plus chers car ils ont un bilan écologique bien meilleur. Quelle place pourrait tenir la chimie sur ce sujet du recyclage ? La chimie a beaucoup de travail pour imaginer les procédés de recyclage de demain. Par exemple, dans le domaine de l'automobile, de plus en plus de pièces de structures vont être fabriquées avec des plastiques thermodurs associés à des renforts pour favoriser l'allègement. Il y a un vrai sujet à venir qui est celui du recyclage de ces thermodurs. * Le pôle de compétitivité Team² se positionne sur les technologies de recyclage, la valorisation des déchets et des co-produits et le dévelop-pement des usages de nouveaux matériaux, et veut ainsi développer l'économie circulaire par l'innovation.

Propos recueillis par Sylvie Latieule

FUTURCarbios mise sur les bioprocédés pour régénérer des monomères

La start-up auvergnate Carbios propose de repasser par les monomères pour un recyclage infini des matières plastiques.

Si la rentabilité semble difficile à atteindre avec les recyclages mécanique et chimique des plastiques, pourquoi ne pas essayer les bioprocédés? C'est en tout cas la voie que propose de suivre la société de chimie verte Carbios qui développe des enzymes capables de dépolymériser certaines matières plastiques. « Nous avons une boîte à outils constituée d'enzymes spécifiques qui nous permettent le retour aux synthons pour les polyesters, ainsi que pour les polyamides », explique Jean-Claude Lumaret, PDG de Carbios. Cette technologie simplifie le recyclage car elle peut s'appliquer en amont du tri. Elle ne craint pas les souillures organiques et peut même être appliquée à des matériaux multicouches que l'on ne peut pas séparer mécaniquement. « Dans le cas de matériaux multicouches, chaque couche va être traitée successivement par une enzyme spécifique. On récupère ensuite des monomères que l'on peut purifier pour refaire des polymères », ajoute-t-il. Le recyclage est infini. Et contrairement au recyclage mécanique, les propriétés des polymères ne sont pas dégradées. Le procédé en est encore au stade du développement. « On avance vite », estime cependant M. Lumaret. Ainsi, au niveau du consortium Thanaplast, constitué dans le cadre du programme des Investissements d'Avenir et dont Carbios est le chef de file, le procédé a déjà fait ses preuves sur un premier polymère plastique à l'échelle du laboratoire. En parallèle, le scale up va démarrer dans les installations de l'entreprise à Saint-Beauzire dans le Puy-de-Dôme. En résumé, la technologie de Carbios offre une alternative peu onéreuse et simplifiée au recyclage des matières plastiques, en particulier les polyesters et polyamides, en s'affranchissant des opérations de tri et de lavage. À ce jour, tous les polymères ne sont pas éligibles, en particulier le polyéthylène et les autres polyoléfines. En revanche, des opportunités se profilent dans les thermodurs. Des composés que l'on ne sait pas encore recycler car ils n'ont pas la capacité d'être refondus comme les thermoplastiques dans les filières de recyclage mécanique.

S.L.

STRATÉGIEValoriser la matière, un enjeu pour Sita

Via sa filiale Sita, Suez Environnement veut augmenter de 100 % le volume de plastiques recyclés de ses usines sous 5 ans. Pour cela, le groupe consent à d'importants investissements.

« Notre ambition est de doubler la production de plastiques recyclés à l'horizon 2018 ». Tel est l'objectif annoncé par Christophe Cros, directeur général de Suez-Environnement en charge Déchets Europe, lors d'une conférence organisée fin septembre sur le thème du recyclage des plastiques. Face à l'échéance réglementaire prévue en 2030, qui vise notamment à valoriser 60 % des emballages plastiques, Suez-Environnement a pris les devants en plaçant la valorisation matière comme l'un des piliers de sa stratégie de croissance. Pour valoriser les déchets plastiques en nouvelles ressources, le groupe au travers de sa filiale Sita s'appuie sur un réseau de 9 usines en Europe. « Sita constitue une plateforme qui permet de traiter 400 000 t de plastiques usagés parmi lesquels le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polyéthylène téréphtalate (PET). Un tiers de ce volume est recyclé par l'entreprise Sita elle-même, les deux tiers restant étant soit stockés, soit pris en charge par d'autres recycleurs en France, au Benelux, en Allemagne et au Royaume-Uni », indique Yann Vincent, directeur général du pôle Recyclage chez Sita France. Avant d'ajouter : « L'ambition est d'augmenter de 100 % le volume de plastiques recyclés qui sortent de nos usines sous 5 ans ». Pour relever le défi, Sita a investi 35 millions d'euros dans une unité de production à Sittard-Geleen aux Pays-Bas qui devrait être pleinement opérationnelle fin 2015. « L'usine Quality Circular Polymers (QCP) sera capable dans un premier temps de produire 35 000 tonnes de PP par an. Ce PP recyclé haute qualité sera destiné aux marchés des caisses et boîtes, des bouteilles et des pièces automobiles », précise Christine Levêque, directrice Business Innovation de Sita News (Northern Europe Waste Services). Sita pourra également s'appuyer sur ses usines françaises. Par exemple, son usine Régène Atlantique située à Bayonne (Pyrénées-Atlantiques) est capable de traiter 17 000 tonnes de plastiques chaque année, afin de les valoriser sous forme de paillettes de PET. « Ces paillettes peuvent servir à la fabrication de produits dans le textile (polaire), de feuilles plastiques ou encore de barquettes thermoformées », détaille Yann Vincent. Sita possède également une usine de recyclage de PET d'une capacité de 30 000 t/an à Limay (Yvelines). Spécialisée dans le recyclage Bottle-to-Bottle, elle est conçue pour valoriser le PET issu de bouteilles ou de barquettes plastiques pour produire des granulés de rPET adapté au contact alimentaire. Dernier exemple avec l'usine Sopave localisée à Viviez (Aveyron). Cette unité valorise les films et housses agricoles en sacs plastiques 100 % recyclés et recyclables. « Les housses agricoles sont transformées en granulés qui servent à la fabrication de 131 millions de sacs poubelles municipaux », indique Yann Vincent. Sita s'est également doté d'un laboratoire de R&D sur le sujet dénommé Plast'Lab. « Ce centre de R&D s'appuie sur 3 savoir-faire : la caractérisation des propriétés plastiques, l'optimisation des formulations, et le développement de nouveaux business », développe Olivier Vilcot, directeur Plastiques de Sita France. Avant de continuer : « Nous souhaitons que Plast'Lab soit l'interface entre le client et les producteurs/transformateurs de plastiques, de répondre à une stratégie de "pull" ». Suez-Environnement semble armé pour atteindre ses objectifs à moyen terme. Sachant que la demande en matière plastique croît d'année en année, le groupe a de quoi être optimiste quant à ses perspectives de développement.

Dinhill On


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Article extrait d'Info Chimie Magazine

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