Les déchets deviennent l'avenir : des scientifiques produisent des matériaux de base pour le nylon à partir de polystyrène expansé
Ils ont fait en sorte que des bactéries décomposent le polystyrène et le transforment en produits chimiques utiles
Cela ressemble encore un peu à de la science-fiction, mais cela fonctionne réellement : des bactéries qui recyclent des substances nocives pour l'environnement comme le polystyrène pour produire les matières premières du nylon, sans utiliser de nouveau pétrole. C'est exactement ce qu'ont réussi à faire Christoph Wittmann, professeur de biotechnologie à Sarrebruck, et d'autres collègues de disciplines voisines. Ils ont publié dans le Chemical Engineering Journal comment cela fonctionne exactement.
Tous les déchets plastiques ne sont pas identiques. Si un plastique est parfaitement recyclable, il peut en être tout autrement pour un autre. "Le polystyrène est l'un de ces déchets", explique Christoph Wittmann. Ce professeur de biotechnologie des systèmes à l'université de la Sarre a consacré toute sa vie de chercheur à la question de savoir comment éliminer ou recycler certains plastiques de manière écologique. Grâce à son travail et à celui de ses collègues, le polystyrène, dont la variété la plus connue est le polystyrène expansé, pourrait perdre son statut d'"enfant à problèmes" et peut-être même devenir une matière première très demandée pour la chimie de base.
Chaque année, le monde produit 20 millions de tonnes de déchets de polystyrène, dont seule une petite partie peut être recyclée. Si l'on en croit Christoph Wittmann, cela pourrait bientôt appartenir au passé. En effet, en collaboration avec des chimistes des polymères du groupe de travail du professeur Markus Gallei et des scientifiques des matériaux de l'Institut Leibniz des nouveaux matériaux (INM) de Sarrebruck, ainsi qu'avec d'autres partenaires de Dortmund et de Vienne, le biotechnologue sarrois a réussi à faire en sorte que des bactéries décomposent les éléments moléculaires du polystyrène et les transforment en produits chimiques utiles. Les éléments nécessaires avaient été préalablement extraits des déchets de polystyrène par un procédé peu gourmand en énergie - posant ainsi la première pierre de l'exploitation microbienne.
Pour simplifier, bien sûr. Car, comme on peut s'en douter, on ne peut pas tenir un discours éducatif à une bactérie de l'espèce Pseudomonas putida en levant l'index. Au lieu de cela, il faut, après des années de travail en laboratoire, manipuler le métabolisme de la bactérie de manière si finement dosée que, d'une part, elle développe un appétit pour les briques de polystyrène (peu de bactéries aiment cela par nature) et que, d'autre part, elle est motivée à excréter des substances utiles en tant que "produit de digestion".
Ces substances sont par exemple l'acide muconique, qui peut à son tour être décomposé en acide adipique et en hexaméthylènediamine. "Et ces deux derniers ont chacun six atomes de carbone et deux groupes acides ou amino", explique Christoph Wittmann. Les chimistes vont maintenant dresser l'oreille, car : "Ce sont les deux composants pour la fabrication du nylon", explique le scientifique. Et le nylon joue à son tour un rôle prépondérant dans le monde des matières plastiques. D'innombrables objets du quotidien contiennent du nylon, outre les célèbres collants en nylon, mais aussi des tapis, des sièges de voiture et même des ustensiles de cuisine, des colliers de serrage et des chevilles. Cela montre clairement qu'à partir du polystyrène difficilement recyclable, l'"upcycling" biologique permet d'obtenir une matière première précieuse pour des plastiques techniques de haute qualité et même très performants - un véritable gain par rapport au "recyclage" classique.
Grâce au procédé de Sarrebruck, qui a pu être développé notamment grâce au financement des fonds du projet européen "Repurpose", l'industrie chimique dispose désormais de toutes nouvelles approches pour conserver les plusieurs millions de tonnes de déchets de polystyrène dans le cycle des matières et en tirer de nouvelles matières premières. "Car le clou du spectacle, c'est que nos collègues de l'INM autour d'Aránzazu del Campo ont pu démontrer que les matériaux obtenus grâce à notre procédé ont les mêmes propriétés que les matériaux fabriqués à partir de pétrole à l'état tout neuf dans l'usine", explique Christoph Wittmann. Les propriétés des matières plastiques obtenues à partir de polystyrène recyclé sont donc les mêmes que celles des matières plastiques vierges. C'est important, par exemple, pour la résistance des produits. Ils tiennent alors aussi bien que les produits fabriqués à partir de pétrole "neuf".
Les chercheurs ont également pu obtenir ces résultats grâce à la bonne collaboration et aux courtes distances sur le campus de l'Université de la Sarre. "C'est une grande particularité ici à Sarrebruck", explique le biotechnologue. Aujourd'hui, aucun scientifique ne peut réussir à travailler uniquement en vase clos, surtout dans son domaine. "La durabilité a besoin d'équipes interdisciplinaires", dit-il. "Seul, on n'y arrive pas".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Michael Kohlstedt, Fabia Weiland, Samuel Pearson, Devid Hero, Sophia Mihalyi, Laurenz Kramps, Georg Gübitz, Markus Gallei, Aránzazu del Campo, Christoph Wittmann; "Biological upcycling of polystyrene into ready-to-use plastic monomers and plastics using metabolically engineered Pseudomonas putida"; Chemical Engineering Journal
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