Plastiques mastocs

L'adoption du plastique paraît sans limite. Et même on en mangerait... à en croire Robert Kober de la Bundesbahn (chemins de fer allemands), qui préconise la vaisselle comestible : les adeptes du wagon-restaurant new-style pourront désormais terminer leur repas en croquant leur assiette, polymère naturel de riz et céréales. Élégante manière de supprimer du même coup bien des sujétions : corvée de vaisselle, pollution des eaux sales par des détergents, faim résiduelle inassouvie, élimination des déchets plastiques ! Le train va bon train et ce n’est déjà plus l’ère du jetable, mais du mangeable.

Il est vrai que la récupération des plastiques est au cœur du grand débat du recyclage. L'entreprise est d’ailleurs le marché le plus prometteur de l'Eco-industrie pour 1992 (figure 2), et l'emballage représente la première application française des matières plastiques avec 36 % du tonnage consommé (soit 1,3 Mt/an), une prédominance de polyéthylène-polypropylène, un CA de 28 GF (4), situé à la seconde place, derrière les papiers-cartons. Le rayonnement de la plasturgie dans l'économie nationale est considérable : 4 275 établissements en 1991 (contre 3 070 en 1981), 140 000 salariés (contre 117 000 en 1981), 100 GF de chiffres d'affaires, 68 kg/habitant/an (58 en Espagne, 61 en Grande-Bretagne, 74 en Italie, 93 au Japon, 104 aux USA et 137 en Allemagne) (J. Heaume, Fédération de la Plasturgie, Colloque février 1992). La plasturgie transforme le polymère par extrusion, gonflage ou soufflage, extrusion de tubes, profilés, films et plaques, calandrage, injection, moulage, thermoformage, moussage en objets familiers, dont on apprécie les qualités : solidité, durabilité, légèreté, isolation, pouvoir diélectrique, imputrescibilité, insensibilité à la corrosion, autolubrification, imperméabilité, transparence...

Et dérapages contrôlés

« Le plastique, c’est fantastique », et pourtant jamais matériau n’a été autant décrié, voire combattu. On déplore les défauts de ses qualités : — inaltérabilité, — biorémanence, — médiocre comportement thermomécanique, — inflammabilité, — combustibilité, — thermodégradabilité, — toxicité des gaz de combustion.

En clair, les plastiques pétrochimiques sont accusés :

• de dégager en fabrication des monomères toxiques, comme le MVC (chlorure de vinyle monomère ou monochloréthylène, CH₂=CHCl, produit explosif, cancérigène notoire doté d'une très basse TLV), mais que les installations réglementaires captent intégralement pour le recycler ou le détruire par incinération avec récupération chlorhydrique ;
• de polluer l'environnement après usage, lors des abandons sauvages ; colorés et inesthétiques ;
• de déprécier l’utilisation agronomique des composts d’ordures ménagères, du fait de leur résilience ;
• de rétrograder après recyclage, du fait de la perte de leur résistance mécanique, de leur inertie première, ce qui les destine à des seconds emplois moins performants ;

(1) Journée du 4 février 1992, « Plasturgie et Environnement », au Cnit de Paris-La Défense, organisée par la Fédération de la plasturgie, 65, rue de Rony, 75848 Paris Cedex 17 et placée sous le parrainage du Ministre de l'Industrie et du Commerce extérieur.

(2) « Homo Plasticus, les plastiques, défi écologique », de Géronli, directeur du Centre de recherches socio-économiques de l'Environnement, auteur de « Papier en crise » (1983) et « L’enfant des ordures » (1990), ouvrages Éditions Sang de la Terre, 1991, 92, rue Chaptal, 75009 Paris.

(3) Innovation écologique que suivit la capacité à la production du premier plastique, celui apparu en celluloïd (1865) ! La reine d'Angleterre inaugure donc un cierge pur celluloïd, succédant encore à l'ivoire, le marbre volé sur l’os de boules de billard jamais livrées trop aux éléphants. Le prince compense les frères Parker des USA, d'origine en la matière cellulosique (dont le monomère est le cellobiose, C₁₂H₂₂O₁₁), puis la plastification par la nitrocellulosement du fameux celluloïd, qu’on fabrique encore.

(4) GF : gigafranc, unité conventionnelle représentant 10⁹ F, soit 1 milliard de francs (Md F).

Principales matières plastiques

Appellations abrégées

Polyéthylène ................................................ PE
* polyéthylène basse densité .................... PE bd
* polyéthylène haute densité .................... PE hd
* il existe aussi un polyéthylène moyenne densité ........................................ PE md
Polypropylène ............................................ PP
Polychlorure de vinyle ............................... PVC
Polychlorure de vinylidène ....................... PVDC
Polystyrène ................................................ PS

Copolymères du polystyrène

* styrène-butadiène, dénommé styrène-butadiène ou PSC ........ SB ou PSC
* polystyrène-choc
* styrène acrylonitrile ................................ SAN
* acrylonitrile butadiène styrène .............. ABS

Polytéréphtalate d’éthylène glycol (polyester) .............. PETP ou PET, ou PETG

Polyamides : Plexiglas, Altuglas
* plusieurs sous-variétés, par exemple le nylon PA 6, PA 6.6, PA 11, le rislan .............. PMMA, PA 6, PA 6.6, PA 11

Polycarbonates ........................................... PC
Polyacrylonitrile .......................................... PAN
Copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle ........ EVA
EVOH (EVAL au Japon)

Consommation (Mt)

* La France est globalement exportatrice.

Répartition des plastiques dans les ordures ménagères

• Polyéthylène + polypropylène ......... 65 %
• PVC .................................................... 17 %
• Styréniques ......................................... 12 %
• PET ...................................................... 4 %
• Divers ................................................... 2 %
• Décharge ............................................ 45 %
• Incinération ......................................... 45 %
• Divers ................................................... 10 %

* Y compris certains textiles artificiels et synthétiques qui sont parfois comptés comme plastiques, ce qui explique les différences relevées entre les sources statistiques, alors que la somme textile + plastiques est assez constante.

Parmi les 20 Mt d’ordures ménagères on trouve :

PRODUCTION MONDIALE : 90 Mt

Principales utilisations (en % par rapport à la consommation totale)

* Emballage ........................................... 36 %
* Bâtiment ............................................. 16,5 %
* Transport, automobile ....................... 11 %
* Électricité ............................................. 9,5 %
* Agriculture .......................................... 6,3 %

* d’encombrer les décharges collectives où ils aboutissent du fait d’un recyclage aléatoire (taux de recyclage en 1989 du papier-carton : 46 %, du verre : 28 % et du plastique : 6 %) ;

* de se décomposer par pyrolyse lors d’incendies, telles les fumées acides dégagées par les PVC (HCl : 5 à 10 kg/t OM, initiateur de PCDD, PCDF et chlorométhyléthers, puissants cancérogènes), les gaz dangereux issus des polyacrylamides (HCN, CO, CH₄, H₂, COCl₂) et des mousses de polyuréthanes (HCN, TDI, MDI) (5), les poussières de métaux lourds des charges incorporées, autant de toxiques que les installations réglementaires d’épuration des fumées de combustion sont en mesure de retenir avant éjection atmosphérique (6).

(5) La toxicité et la corrosivité des produits volatils de combustion des plastiques sont également étudiées par le comité de normes des matériaux ISO. Les acides halogénés ne représentent pas les seules substances corrosives contenues dans les produits de combustion ; de plus, les probabilités d’une propagation rapide des flammes accompagnées d’un débit calorifique important constituent un facteur essentiel dans l’équation du risque de corrosion (P. J. Briggs ICI et T. J. O’Neil DPN, Comité ISO, Revue Enjeux, n° 106, avril 1990).

(6) Les craintes de rejets intempestifs ne sont pas exagérées et de nombreux déchets de polymérisation, des résidus chlorés en particulier, furent inconsidérément soit admis en décharge, soit évacués vers des exutoires naturels (comme le chlorure de vinylidène CCl₂ = CH₂, cancérogène et contaminant, et du trichloréthylène, issu de la fabrication du PVC).

Du coup, l’emballage plastique se trouve accusé de mille maux. Il en résultera des prises de position péremptoires, conservatoires et corporatives, ainsi que des a priori réglementaires, protectionnistes ou démagogiques.

D’autre part, les risques d’utilisation de certains matériaux plastiques ne sont pas imaginaires non plus, puisqu’ils provoquèrent de nombreux cas d’asphyxie collective : drames des dancings (incendie du « Cinq-Sept » de Saint-Laurent-du-Pont en 1970), des établissements d’enseignement (incendie du CES E. Pailleron en 1973), et des transports

dogmatiques, dont le bien-fondé se justifie ou se dément lentement, pendant qu’apparaissent peu à peu des méthodes d’évaluation fiables, bien qu’encore imparfaites, des nuisances de toute nature. L’Italie le taxe (PE), l’Allemagne le consigne (PET), la Suisse et le Danemark veulent le bannir (PVC). En France, l’Ecobilan est venu tempérer cette aversion dans l’esprit des distributeurs et consommateurs de matières plastiques.

Ecobilan

L’Ecobilan a pour fonction de déterminer le coût écologique exact d’un produit qui assure un service. Dérivé du concept qualité/prix et des nécessités des études d’impact, l’Ecobilan français est défini à la suite de plusieurs rapports demandés par les services ministériels :

• — rapport Destot, député de l’Isère (juin 1991), qui réclame entre autres une politique volontariste de l’éco-produit intégrant le bilan écologique (réduction des déchets à la source, tri sélectif, recyclage),
• — rapport Bockel, député-maire de Mulhouse (octobre 1991), qui suggère l’interdiction progressive de la mise en décharge de matériaux recyclables, comme le papier,

aériens et terrestres (incendie de l’autocar de Beaune en 1982), pour ne citer que des sinistres français.

Enfin, l’histoire des matières plastiques se trouve entachée de plusieurs épisodes de risque majeur industriel dont :

• — les intoxications mercurielles au Japon dues au rejet de catalyseurs HgCl₂ et HgSO₄ employés à la synthèse de plastiques vinyliques à partir d’acétylène,
• — la dissémination de PCB, plastifiant utilisé à 50 % avec des phtalates d’octyle pour les PVC, organochloré contaminant, diffusible, rémanent et cumulatif par lipophilie, présumé cancérigène.

• Récupération de plastiques
• Analyse de l’eau
• Stations d’épuration
• Écrans anti-bruit
• Récupération de verre
• Ingénierie environnement
• Instruments de mesure de l’eau
• Fibres cellulosiques de récupération
• Incinération de déchets toxiques
• Tuyaux en béton
• Pompes d’assainissement
• Tubes PVC
• Instruments de mesure de l’air
• Instruments de mesure du bruit
• Filtres
• Installations d’incinération
• Dépoussiéreurs
• Adduction et assainissement
• Production d’eau
• Isolation acoustique
• Tubes en fonte
• Récupération de ferrailles
• Tubes en fibres ciment

• — rapport Beffa, président de Saint-Gobain, et Bazile d’Atochem (octobre 1991), faisant suite au rapport Riboud, président de BSN (juillet 1991), qui vise, pour l’horizon 2000, un objectif de valorisation à 75 % des déchets d’emballage,
• — rapport Brune, député du Jura (avril 1990), sur l’opportunité de créer un label attestant de la qualité écologique des produits par analyse multi-critères (7).

Dans l’élaboration de l’Ecobilan, l’évaluation écologique prend en compte quatre paramètres :

• — le coût énergétique, analogue au bilan énergétique total (BET) des opérations qualité/prix, demande en énergie consommée de l’extraction à l’élimination finale,
• — la pollution de l’air engendrée, y compris celle des transports et de la destruction en fin de vie,
• — la pollution des eaux, notamment celles des eaux de lavage des produits et fumées d’épuration,
• — la quantité de déchets engendrés.

Le paramètre énergétique avantage les plastiques. Les notions de REI et RER de l’IFC le mettent en évidence (figure 3). En conséquence de la prise en compte de ces critères, le « classement vert » des emballages devient : en tête, les plastiques devant le fer-blanc, l’aluminium, le verre et le papier-carton, bon dernier. Car même en quantifiant le paramètre pollution, la fabrication des sacs de sortie de caisse à base de plastiques cause moins d’émission de polluants SO₂, NOₓ, CO₂, poussières, DCO, DBO, que celle des sacs en papier (figure 4).

Mais le recyclage du plastique pourrait avoir comme corollaire une moins bonne combustibilité des ordures ménagères. Les travaux de simulation de l’Association Amorce renseignent sur l’évolution du PCI des OM après tri et recyclage sélectif. Si, comme on le supposait, le recyclage des plastiques a une influence négative sur l’incinération, celle-ci reste mineure : pour un recyclage à 60 %, le PCI chute de 17 % et la quantité de chaleur disponible diminue de 22 %. On remarquera

(7) Voir « Echo vert : Écolabel, Écobilan, Écoprocédés » dans la revue L’Eau, l’Industrie, les Nuisances, n° 152-02/1992, p. 24 à 27.

Tableau I

Tableau II

Écobilan des sacs plastiques et sacs papier : sous-produits

(source : Umweltbundesamt, Allemagne)

Polluants

Émissions dans l’atmosphère

SO₂ : 100 / 284

NOx : 100 / 159

CO₂ : 100 / 640

Poussières : 100 / 760

Émissions dans l’eau

DCO : 100 / 21 560

DCO₅ : 100 / 215 500

* Contenu énergétique.

Recyclage des plastiques dans les OM

Taux de recyclage % – Chaleur kWh – PCI kWh – Poids kg – Résidus m³
0 : 2 127 – 2 127 – 1 000 – 0,33
20 : 1 917 – 2 011 – 980 – 0,33
40 : 1 815 – 1 891 – 960 – 0,33
60 : 1 659 – 1 765 – 940 – 0,33
80 : 1 503 – 1 634 – 920 – 0,33
100 : 1 347 – 1 497 – 900 – 0,33

Toutefois que l’écobilan toxicologique actuel se limite à des quantifications de polluants et que l’intérêt de certains matériaux d’emballage, tels que le fer-blanc ou le papier-carton, s’en trouve diminué.

Modèle Töpfer, modèle Lalonde

Les directives en gestation de la Communauté vont bientôt obliger les États membres à prendre certaines mesures :

• limiter le ratio de déchets d’emballages à 150 kg/habitant/an,

• justifier du taux de récupération des déchets d’emballages atteignant 60 % d’ici 5 ans et 90 % d’ici 10 ans,

• interdire pour l’an 2000 la mise sur le marché de tout emballage non réutilisable ou non récupérable.

Dans cette perspective, le projet de loi français présenté par le Ministère de l’Environnement à la suite des consultations énoncées ci-dessus s’articule selon un double dispositif :

* public, avec l’obligation faite aux conditionneurs-emballeurs et importateurs de reprendre les emballages mis sur le marché, les entreprises devant concevoir leurs besoins d’emballages en tenant compte dorénavant des critères écologiques, avec un délai de 12 mois pour la mise en conformité, la responsabilité de la collecte étant laissée aux maires ;

* privé, avec la création de la Sté Éco Emballage, chargée d’aider financièrement les collectivités locales à mettre en place des systèmes fiables de collecte séparative et de s’assurer de la valorisation de ces déchets par des organismes visant chaque filière de matériaux (acier, aluminium, papier-carton, verre, plastique, matériaux complexes).

Le modèle allemand est illustré par la loi Töpfer, Ministre de l’Environnement, qui a su donner le coup d’envoi à une vague d’innovations techniques très motivantes pour l’ensemble de la CEE, bien que contestées dans leur rigorisme. Il s’agit du système Dual, proposition alternative, qui prévoit la collecte des emballages selon deux modalités : prise en charge à domicile à l’aide d’une seconde poubelle « verte » par le biais d’organismes nouveaux, Interseroh, Resy, Recarton, VRSD, ou dépôt au « Grüner Punkt » (Point Vert), installation de containers dans lesquels le consommateur porte lui-même les emballages, gérée par la DSD, Dualsystem Deutschlands (figure 5). Il fixe des objectifs sévères de reprise des emballages de transport (palettes, polystyrène, acier, papiers et cartonnages), des suremballages (blisters, films-pellicules, cartons) et des emballages de vente, les acteurs économiques devant prouver un taux de recyclage acquis au 1ᵉʳ janvier 1993 de 50 %, et au 1ᵉʳ juillet 1995 de 80 % pour l’ensemble. Le système Dual proscrit la valorisation énergétique et ne retient pas l’incinération comme moyen d’élimination alors que l’approche française tend à établir une équivalence entre valorisation énergétique et recyclage matières.

Aléas de collecte-récupération de plastiques

Le marché des polymères recyclés paraît plus limité par les difficultés du ramassage que par les réticences à la demande. Le principal obstacle à la récupération des déchets de plastiques découle de leurs qualités essentielles : la légèreté, la faible densité apparente, la diversité chimique. La difficulté de collecte est donc double :

— les objets en plastiques étant très légers, il faut, en dehors des gisements centralisés industriels et commerciaux, effectuer de longs trajets de reprise, des dépenses d’énergie non négligeables, pour en rassembler des masses notables à valoriser ;

— les plastiques étant de nature variée et rarement miscibles, leur collecte sera d’autant plus valorisable que la sélection des

CENTRE DE TRI ADAPTÉ À LA COLLECTE MULTIMATÉRIAUX

L'EXEMPLE DE TRISELEC

L'installation de tri est implantée au centre de gravité des communes du littoral dunkerquois.

Le contenu des Écopoubelles® est acheminé par un convoyeur élévateur de l’aire de stockage jusqu’à la ligne de tri où sont prélevés manuellement et successivement :

• - les impropres et/ou encombrants,
• - les papiers cartons,
• - les bouteilles en verre réemploi,
• - les bouteilles PVC,
• - les bouteilles PET,
• - les flaconnages opaques et colorés en PEhd.

TRI ADAPTÉ À LA COLLECTE SPÉCIFIQUE

En bout de ligne, un tri magnétique sépare les boîtes de conserve.

Un système d’aspiration évacue les déchets hétérogènes de faible densité. Enfin, le verre cassé est déversé directement dans une benne après avoir subi au préalable un dernier tri manuel.

Les bouteilles en PVC sont acheminées vers un broyeur à marteaux équipé d'une grille (maille de 30 mm) alimentant par gravité des big-bags de 1,6 m³ de capacité.

Les bouteilles en PET séparées sur la table de tri sont envoyées dans une trémie alimentant par gravité une presse à balles horizontale (balles de 200 kg/m³).

Les matériaux sera plus accentuée. Pour réussir la régénération, il est souhaitable qu’une espèce, PVC ou PE, ou un mélange compatible, PE + PP, soit dominant et serve de liant sous forme de phase continue, les autres espèces ayant un rôle de charge (J. Lucas, revue « Plastiques & Environnement Informations » n° 47 juin 1991).

Dans le cas général d'un mélange de polymères non miscibles, l'un d’eux, s'il est en excès, forme donc une matrice dans laquelle se dispersent les inclusions des autres matières ; ces inclusions n’adhèrent que très peu à la matrice, restent individualisées, et les propriétés mécaniques du composite s’en ressentent, les inclusions étant équivalentes ni plus ni moins à des trous. Le recyclage de mélanges de matières plastiques prélevées en vrac dans la benne à ordures ne se conçoit qu’avec l’addition de produits d’adhésion, les compatibilisants, opération qui entraîne un surcoût en valorisation.

Le recyclage des bouteilles de boissons met en œuvre le PVC plastifié des bouteilles d’eaux plates que côtoie le PET des bouteilles de boissons gazeuses ; le premier est mis en forme à moins de 180 °C (sinon il commence à se décomposer), tandis que le second ne fond qu’au-dessus de 250 °C. La présence de PET dans le PVC se signale par des infondus alors qu’en situation inverse, les traces de PVC, décomposées avant la fusion du PET, sont révélées par des colorations incontrôlables. Les inclusions de PET dans le PVC cantonnent son usage à la couche médiane des tubes incorporée entre deux couches, externe et interne, de matière vierge, et la présence de particules de polymère incompatible accroît les risques de déchirures des tissus (G. Levesque, Université de Caen, et S. Pimbert, IPA, revue « Terre Vive », n° 2 février 1992).

Pour l'instant, ces difficultés contraignent à une identification des matières plastiques permettant leur tri sélectif.

Les opérations-miracles

En France, le cas de recyclage de plastiques dont le développement semble le plus avancé est celui des bouteilles claires pour boissons, que plusieurs agglomérations ont entrepris de collecter sélectivement :

• - Dunkerque, avec ses « poubelles bleues », où les habitants concernés mettent exclusivement le papier, le verre, le PVC et les métaux, séparés ultérieurement par le procédé Triselec (figure 6), qui permet la récupération de 70 % du gisement de bouteilles PVC (3 kg/hab/an) ;
• - Brest, où la communauté urbaine a opté pour le dépôt volontaire dans des conteneurs du modèle verre.

Les trois principaux producteurs de PVC pour emballage, Atochem, Shell Chimie et Solvay, se sont réunis avec les trois principaux utilisateurs, Évian, Perrier et Vittel, dans un GIE dont le but est de stimuler la collecte et le recyclage des bouteilles d'eau minérale dont la reprise du

Le PVC collecté est assurée au tarif de 1 350 F/t durant trois ans. Les objectifs visent un recyclage de 5 kt en 1991 (2,6 kt en 1990), puis 15 kt en 1993, soit 10 % du gisement, puis à terme 45 kt/an, la réutilisation du PVC ne se faisant qu’en produits secondaires : sacs, piquets de vigne, comme Cep-Adour tubes. L’unité Sorepla, d’une capacité de 2 kt/an, valorisera les déchets plastiques mélangés issus d’OM, créée par Atochem et BSN. La société Trivalor s’investit dans le recyclage de la totalité des plastiques souples, générés par l’industrie ou la distribution, en vue de leur réutilisation en travaux publics, sous la forme de remblais allégés.

Le GIP de Mèze, qui propose ses services d’études d’opérations unitaires, s’engage dans une voie prometteuse, celle de l’ozonisation d’une partie des polymères, ce qui permet ensuite le greffage d’un monomère pour former le compatibilisant in situ. D’ailleurs, aux USA, le PET des bouteilles fait l’objet d’une méthode de recyclage originale ; le plastique redonne un monomère, par réaction chimique avec l’un des constituants de préparation, monomère susceptible d’être réinjecté dans le processus de fabrication initial. Le procédé américain SD (Selective Solution), de B. Nauman, préconise l’emploi de solvants xylènes et tétrahydrofuranes à pression et température déterminées, pour la valorisation des plastiques mélangés.

Plus concrètement, dans le secteur automobile, c’est la voiture entière qui devient recyclable (figure 7). Les constructeurs récupèrent sur les voitures en fin de vie, le polypropylène des boucliers, le PVC, et le polyméthacrylate de méthyle PMMA (à des fins de préparation du monomère). Pourquoi, outre-Rhin, les firmes BMW et Mercedes commencent-elles à construire des voitures démontables ? Parce qu’au retour les épaves sont scindées en trois poubelles, verres, métaux et plastiques, qui ne sont plus des carcasses monstrueuses, mais des tas de matériaux reconvertibles, dont la prise en charge incombe à leurs producteurs.

Il s’avère nécessaire, en définitive, que les matières plastiques mises sur le marché intègrent dans leur définition le principe même de leur recyclage et qu’une fois usagées, elles puissent connaître des développements nouveaux, plutôt que d’être ramenées de force dans le circuit de fabrication des matières vierges, avec lesquelles elles sont peu compétitives...