Industrie plastique: un challenge de l’écologie

Le champ de l’industrie plastique

L’industrie plastique, comme la métallurgie, recouvre essentiellement deux activités

• La production de plastique et de bioplastique
• Sa transformation (= la plasturgie)

On peut y inclure une autre, plus récente: son recyclage.

Le plastique et sa production

Le plastique est une matière polymère composée de monomères. Ces derniers peuvent venir de matières fossiles (pétrole, gaz …) ou bien biologiques (plus rares, on parle alors de bioplastiques). Les résines plastiques sont le cœur de cette production, et elles se divisent en deux grandes catégories :

• les thermoplastiques, qui peuvent être refondus,
• et les thermodurcissables, qui ne peuvent être fondues qu’une seule fois.

Les plastiques sont également personnalisés en fonction des besoins grâce à l’ajout d’additifs. Ceux-ci peuvent inclure des colorants pour la couleur, des stabilisants UV pour la résistance à la lumière du soleil, et des plastifiants pour améliorer la flexibilité.

Les procédés de fabrication des résines sont tout aussi variés. La polymérisation est couramment utilisée pour créer des chaînes longues de polymères, donnant au plastique ses propriétés uniques. La copolymérisation, qui utilise deux ou plusieurs types de monomères, permet de créer des résines aux propriétés mixtes, adaptées à des applications spécifiques.

Parmi les matières plastiques les plus courantes, on trouve le polyéthylène (PE) (26,9% de la production mondiale), utilisé pour les sacs de courses et les bouteilles de lait grâce à sa flexibilité et sa résistance aux chocs. Le polypropylène (PP) (19,3%) est prisé pour sa résistance thermique et se retrouve souvent dans les contenants alimentaires et les tapis de voiture. Le polyéthylène téréphtalate (PET) (6,2%) est le choix de prédilection pour les bouteilles de boissons gazeuses et d’eau en raison de sa transparence et de sa barrière aux gaz. Enfin, le polychlorure de vinyle (PVC) (12,9%) est couramment utilisé pour les tuyaux et les revêtements de sol grâce à sa rigidité et sa résistance chimique

Transformer le plastique: la plasturgie

On retrouve avec le plastique l’équivalent de la plupart des procédés de métallurgie: le moulage, l’extrusion … et même la chaudronnerie !

Les principales opérations sont:

• Extrusion : pour les tubes, films, etc.
• Moulage par injection : pour les pièces complexes comme les boîtiers
• Soufflage : pour les bouteilles et containers
• Rotomoulage : pour les pièces creuses
• Thermoformage : pour les emballages et plateaux

La chaudronnerie plastique vient ensuite: à partir du ou des produits semi-finis, le chaudronnier plastique va assembler les pièces et/ou leur donner la forme voulue.

Le recyclage du plastique

Pour faciliter le recyclage, les plastiques sont souvent marqués avec des codes de résine numérotés de 1 à 7, chaque numéro correspondant à un type de plastique spécifique comme le PET (1) ou le HDPE (2). Ces codes aident à trier les plastiques lors du processus de recyclage.

Il existe principalement deux méthodes pour recycler les plastiques : le recyclage mécanique et le recyclage chimique. Le recyclage mécanique consiste à fondre le plastique récupéré pour le remouler en de nouveaux objets. Ce processus est largement utilisé pour des articles comme les bouteilles et les contenants. Le recyclage chimique, en revanche, décompose le plastique en ses monomères de base. Ces monomères peuvent ensuite être repolymérisés pour créer du plastique neuf. Cette méthode est particulièrement utile pour les plastiques qui ne peuvent pas être facilement recyclés par des moyens mécaniques.

Malgré ces techniques, tous les plastiques ne sont pas recyclables. Certains, comme le PVC, présentent des défis particuliers en raison de leur composition chimique ou des additifs utilisés. De plus, le taux de recyclage global reste faible en raison de divers facteurs tels que la contamination des déchets plastiques et le manque de systèmes de collecte efficaces.

L’industrie plastique et l’écologie

L’industrie plastique pose plusieurs challenges sur le plan écologique:

• Le processus de production est énergivore et générateur de gaz à effets de serre
• Il utilise principalement des matières fossiles, dont l’extraction est également source de gaz à effets de serre. En 2015, l’industrie plastique a consommé près de 20% de la production mondiale de pétrole: 17,4 millions de barils de pétrole.
• Elle génère des déchets difficiles à traiter. Selon l’Organisation des Nations Unies, environ 8 millions de tonnes de plastique finissent dans les océans.
• Les additifs utilisés peuvent être nocifs pour l’environnement et la santé humaine.

Plusieurs pistes sont suivies pour diminuer ces problèmes:

• Le développement de plastiques biosourcés, conçus à partir de matières organiques. Cela pose néanmoins le problème du coût et du maintien des caractéristiques physico-chimiques. A plus grande échelle, cela posera également la question de la compétition pour la valorisation des matières organiques.
• Le développement de plastiques biodégradables. Notez que d’origine biologique ne veut pas dire biodégradable.

L’industrie plastique en France et dans le monde

La production

La production mondiale de plastique, de 390 millions de tonnes en 2022 (1), tend à rapidement augmenter: elle n’était que de 280Mt en 2011 et 322MT en 2015. Le plastique recyclé en représentait 8,3% et le plastique biosourcé 1,5%.

L’Europe produisait 57,2 Mt en 2021 de nouvelle matière et a utilisé 5,5Mt de plastique recyclé. Elle employait 1,5M de personnes en 2021 sur 52 000 entreprises. Elle représentait un excédent commercial de 14,4Md€. Néanmoins, sa part mondiale tend à décliner: elle est passé de 19 à 15% de la production mondiale entre 2017 et 2021. Sa demande était de 50,3Mt. Elle est très stable, légèrement haussière, depuis 2014 (47,8Mt).

Le principal consommateur en Europe est l’Allemagne (23,2% de la demande totale), loin devant la France (9,4%).

Le recyclage

En Europe, en 2020, 29,5Mt de plastique a été récupéré des déchets de ménage (hors emballages). Sans tri sélectif, 15Mt ont été récupérées, avec un taux de recyclage de 5%. Avec tri sélectif, 14,5Mt ont été récupérées avec un taux de recyclage de 65%. Globalement, seuls 35% sont recyclés et 42% sont utilisés comme source d’énergie. 23% finissent dans des décharges.

La progression depuis 2006 est remarquable. On est passé de 4,7Mt recyclés, 7Mt brûlés et 12,9Mt en décharge à 10,2Mt recyclés (+117%), 12,4Mt brûlés (+77%) et 6,9Mt en décharge (-47%). Cela varie beaucoup selon les pays. Les Pays-Bas, par exemple, ne jettent plus que 2,5kt dans les décharges (-98%) et recyclent 478kt (+170%).

Les capacités de recyclage ont progressé, les exports de déchets plastiques ayant été réduits de 50% entre 2006 et 2020. Globalement, la gestion des déchets s’améliore rapidement

Applications finales

Les plastiques ont un rôle central dans plusieurs secteurs. Voici la fraction de la consommation mondiale de plastique utilisée par les principaux secteurs consommateurs:

• 44% : Emballages (alimentaires, pharmaceutiques, etc.)
• 18%: Construction (tuyaux, isolants, etc.)
• 8%: Automobile (pièces, revêtements, etc.)
• 7%: Électronique (composants, boîtiers, etc.)
• 7%: Résidentiel, loisirs et sport
• 4%: Agriculture et jardinage. (1)

• (1) Plastics Europe, Plastics – the Facts 2022, Octobre 2022, https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-facts-2022-2/