Zoom sur le recyclage chimique des plastiques
L’objectif est d’optimiser le cycle de vie des plastiques notamment sur la consommation d’énergie et de matières premières… Pour ce faire, il s'agit de retrouver à partir du polymère les molécules initiales ayant permis la polymérisation. En effet, le recyclage mécanique a ses limites, même en prenant les plus grandes précautions de séparation et de tri, des impuretés dégradent les propriétés des objets. De plus, les usages dans l’alimentaire et la santé n’acceptent pas les matières recyclées issues de cette procédure.
Prenons deux exemples de polymères très répandus
Le polyéthylène (PE) est la matière plastique la plus fabriquée dans le monde et est utilisé le plus souvent pour l’emballage, souvent sous forme de films plastiques, sacs-poubelle…
Le polyéthylène téréphtalate (PET) est le polymère de toutes les bouteilles en plastique. Il est aussi le polymère des fibres synthétiques constituant les tissus « en polyester ».
Le PE est synthétisé par polyaddition de l’éthylène (H2C=CH2) et a pour motif répétitif
Le PET est obtenu par polycondensation entre deux monomères, l’acide téréphtalique et l’éthylène glycol.
Ces molécules de monomères ont toute pour matière première initiale le pétrole et sont issues de la pétrochimie (1). Le recyclage chimique permettrait de retrouver les monomères sans réutiliser le pétrole.
Les différents recyclages chimiques
La dépolymérisation par voie thermique, qui consiste à « craquer » les polymères
On distingue :
la pyrolyse (2.1) (3), qui consiste à chauffer les polymères entre 300-600 °C à l’abri de l’air (par opposition à l’incinération(i)). Il en résulte d’une part une huile « le Tacoil » (pour Thermal Anaerobic Conversion Oil) et d’autre part du « syngas » (gaz de synthèse(ii)), constitué majoritairement de monoxyde de carbone CO et de dihydrogène. Le Tacoil est similaire au naphta et peut être mélangé ultérieurement à du naphta (issu de pétrole) et traité au vapocraqueur sur une plateforme pétrochimique pour redonner les monomères puis les polymères « neufs » ou des carburants.
Procédé illustré très schématiquement, d'après « Les intenables promesses du recyclage chimique des plastiques », Antoine Duval, L’Usine nouvelle, juin 2026
- la gazéification, qui consiste à chauffer plus fortement les polymères entre 900 et 1 200 °C, toujours à l’abri de l’air. Cela donne un gaz combustible, qui est de la classe des « syngas », riche en monoxyde de carbone, CO, dihydrogène et en hydrocarbures très légers (méthane).
La dépolymérisation chimique, où l’on brise les chaînes de polymères pour en récupérer les monomères
On distingue :
la solvolyse, qui consiste à traiter un polymère ou un composite à matrice polymère par un solvant réactif capable de couper des liaisons présentes dans le réseau macromoléculaire, conduisant à un mélange liquide de produits de dépolymérisation. Selon la nature de la liaison à couper, on peut utiliser comme solvant réactif un glycol, un acide, de l'eau ou un alcool... La solvolyse s’applique principalement aux polymères issus de polycondensation (polyester, polyamide…).
Schéma simplifié d’une dépolymérisation par solvolyse réactive d'après « Les intenables promesses du recyclage chimique des plastiques », Antoine Duval, L’Usine nouvelle, juin 2026La solvolyse est bien développée pour les polymères thermoplastiques, en particulier pour le PET. Dans le cas des composites, cela permet de désassembler les matériaux et de récupérer les charges qui renforçaient l’objet telles que par exemple les fibres de verres, fibres de carbone…
La solvolyse réactive est en revanche encore difficile à réaliser sur les polymères thermodurcissables. Toutefois, des glycolyses de résines époxy sont réalisées. (2.2) (4)- les procédés enzymatiques (5), dans lesquels on utilise une enzyme qui va casser sélectivement des liaisons au sein du polymère. L’exemple le plus connu est le procédé pratiqué par l’entreprise Carbios (6) qui consiste à casser les liaisons esters du PET par une enzyme, la cutinase (initialement secrété par des microorganismes qui dégradent la cutine des feuilles de végétaux). Cette enzyme « améliorée » par des techniques de la biochimie est particulièrement efficace sur les bouteilles colorées ou non, les barquettes et les textiles usagés (tissus en « polyester »). Après une réaction enzymatique en batch de 24 h et à 70 °C, les monomères sont purifiés et peuvent être repolymérisés.
- la dissolution non réactive, qui consiste à dissoudre sélectivement un polymère d’un matériau constitué de plusieurs polymères. Elle ne modifie généralement pas de façon majeure la structure du polymère dissout, mais en permet la séparation. Cela peut être une étape préalable à une dépolymérisation chimique.
Quel avenir pour le recyclage chimique ?
Le leitmotiv de la profession devant le taux très insuffisant des plastiques remis dans le circuit après usage (moins de 10 %) est d’améliorer celui-ci.
Le recyclage chimique, dont l’objectif est de revenir aux molécules à l’origine de la matière plastique, est vu comme un procédé de purification de la matière en éliminant tous les additifs natifs et en ouvrant la voie au traitement des déchets actuellement incinérés ou mis en décharge. Cet espoir optimiste se heurte, malgré les réalisations de pilotes performants, à la dure réalité économique des investissements pour passer au stade industriel et aux débouchés commerciaux des tonnages produits.
Pour l’instant, seule la voie pyrolyse montre des réalisations industrielles (3) et tire avantage de sa proximité avec les équipements de la pétrochimie (6). C’est une technologie bien maîtrisée qui permet de limiter les investissements ; elle permet aussi de traiter les polyoléfines et le polystyrène qui représentent plus de la moitié de la production mondiale des plastiques. En fonctionnement en Europe : Indaver en Belgique, Plastic Energy au Pays-Bas, OMV en Autriche, TotalEnergies en France, Plastic Energy en Espagne, peuvent traiter plus de 90 000 t/an. Deux autres projets en Finlande et au Pays-Bas annoncent 67 000 t/an. La Chine affiche ses ambitions, Guangdong Dongyue teste une plate-forme de 200 000 t/an.
Par contren les projets à l’arrêt ou suspendus ne manquent pas : Plastic Energy à Cologne (100 000 t), Eastman en Seine-Maritime (200 000 t et 1 Md € d’investissement) à l’arrêt après le recours de plusieurs associations écologistes, Carbios en Meurthe-et-Moselle (50 000 t), Loop Industries à Carling en Moselle (70 000 t) arrêté mais peut-être repris en Allemagne. D’autres entreprises comme Neste, Ravago, Valogeren ou Petrobras ont semble-t-il renoncé au recyclage chimique, compte tenu d’une faible vision à long terme sur la politique réglementaire européenne et au manque de clients prêts à s’engager sur des volumes à l’achat.
Un peu de ciel bleu dans ce gris palôt ?
Si le passage à l’échelle industrielle marque le pas, la recherche progresse à l’intérieur du PEPR Recyclage (CNRS-CEA). Sur le thème « plastiques », plusieurs laboratoires de chimie travaillent sur la catalyse des procédés permettant de réduire la facture énergétique. L’IFPEN perfectionne son procédé de glycolyse et monte un pilote démonstrateur de 1 000 t/an près de Lyon. La réglementation européenne PPWR (Packaging and packaging waste regulation), va peut-être obliger les plasturgistes à réincorporer dans leurs fabrications un pourcentage de matière recyclée européenne dès 2030 (30 % ?), augmentant progressivement jusqu’en 2050.
Jean-Claude Bernier et Françoise Brenon
Septembre 2026
(i) Dans l’incinération, qui se passe en excès de dioxygène, les atomes de carbone et d’hydrogène du polymère sont oxydés au maximum en CO2 et H2. La chaleur produite est récupérée à des fins énergétiques. C’est de la valorisation thermique.
(ii) Ce mélange sert également à synthétiser le méthanol. Voir Comment fabriquer de l’essence avec du charbon ? La réaction de Fischer Tropsch ?, J.-Cl. Bernier, Collection Réactions en un clin d’œil, Mediachimie.org
Pour en savoir plus
(1) Éthylène, fabrication industrielle sur le site l'Élémentarium et La pétrochimie se met au vert J.-Cl. Bernier et F. Brénon, editorial janvier 2021, Mediachimie.org
(2) Les Techniques de l’ingénieur
2.1 Recyclage chimique et physico-chimique des déchets plastiques, Association Record, E. Harscoet et S. Chouvenc (2025)
2.2 Recyclage des composites (solvolyse, glycolyse, acidolyse…), P. Krawczak (2025)
(3) Le fonctionnement de l'unité PYROLYSE, TotalEnergies, Usine de Grandpuits
(4) Le recyclage des matériaux plastiques : techniques, enjeux et avenir, Sophie Duquesne, L’Actualité chimique N° 456-457-458 (2020) p. 126-132
(5) Fin de vie des plastiques : le mariage réussi des plastiques et des enzymes, A.Marty, Colloque Chimie et biologie de synthèse, Fondation de la Maison de la Chimie (2018)
(6) Déchets plastiques, les enzymes font le ménage, vidéo sur le recyclage du PET à la société Carbios, collection Des Idées plein la tech
(7) Pétrole et pétrochimie, quiz, Mediachimie.org
(8) Le recyclage des plastiques en crise, J.-Cl. Bernier, éditorial septembre 2026, Mediachimie.org
(9) Zoom sur le recyclage mécanique des plastiques, J.-Cl. Bernier et F. Brénon, Mediachimie.org
(10) Zoom sur « l’ultra fast fashion » et le recyclage des textiles (à venir) J.-Cl. Bernier, Mediachimie.org
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