L’irradiation, une révolution dans le recyclage du plastique

Despite recycling efforts, less than 10 per cent of the world’s 7 billion tonnes of plastic waste generated globally to date has been recycled. Plastic is not biodegradable. Instead of decomposing, it fragments into smaller pieces resulting in microplastics. These can be found literally everywhere, from the air we breathe to the oceans in Antarctica.

Le recyclage mécanique et le recyclage chimique sont les deux principales techniques de recyclage actuellement utilisées. Le recyclage mécanique est la méthode la plus courante. Il consiste à récupérer des plastiques similaires en vue de produire des matériaux bruts qui peuvent être réintégrés dans la production de plastiques. Le procédé se décompose en plusieurs étapes : la collecte, le tri, le nettoyage et le broyage du plastique, qui est ensuite fondu et retraité pour obtenir de nouveaux matériaux.

Cette technique de recyclage est relativement peu coûteuse, mais elle nécessite de trier des polymères différents, ce qui rend difficile le traitement des plastiques multicouches ou mélangés. En outre, ce procédé ne peut pas être utilisé à plus de deux reprises, car la qualité des matériaux recyclés se dégrade à chaque cycle. Par ailleurs, il est réservé aux thermoplastiques, qui peuvent être refondus et remodelés en nouveaux produits.

En revanche, le recyclage chimique permet de traiter une plus grande variété de déchets plastiques mélangés, y compris les déchets contaminés et de faible qualité, en les décomposant jusqu’à leurs composants moléculaires. Les substances ainsi obtenues peuvent servir à produire de nouveaux plastiques ou d’autres produits, tels que du carburant. Cette méthode est assez coûteuse, car elle exige beaucoup d’énergie, et l’implantation d’installations de recyclage chimique à grande échelle suppose de lourds investissements d’infrastructures.

Sur le plan de la réduction des déchets plastiques, les rayons gamma et les faisceaux d’électrons offrent des avantages uniques : ils permettent d’utiliser des procédés de production et de recyclage plus propres, d’éviter de recourir à des additifs potentiellement nocifs et d’améliorer l’efficacité énergétique.

« Le principal avantage de l’irradiation dans le recyclage des plastiques réside dans sa capacité à modifier la structure chimique des plastiques au niveau moléculaire », explique Azillah Binti Othman, responsable du traitement par irradiation à l’AIEA. « L’irradiation peut aider à réduire les volumes de déchets plastiques de deux manières : par une meilleure réutilisation, sous forme de produits de valeur, des plastiques difficiles à recycler, et par la conception de bioplastiques en vue de réduire la dépendance aux plastiques dérivés du pétrole. »

L’irradiation est très efficace pour trier le plastique recyclé – et donc déjà lavé et broyé – par type de polymères. Cette technologie améliore la pureté du plastique recyclé, et, partant, sa valeur.

L’irradiation peut également être utilisée pour compléter et améliorer les méthodes de recyclage traditionnelles. Lorsqu’ils sont associés à une méthode de recyclage chimique appelée pyrolyse, qui provoque la radiolyse, les polymères des déchets plastiques peuvent être décomposés et transformés en carburant ou en composants chimiques afin de créer de nouveaux produits sans qu’il soit nécessaire d’ajouter des polymères vierges (c’est-à-dire non recyclés).

Au-delà du recyclage traditionnel, l’irradiation ouvre également la voie à des approches innovantes, offrant la possibilité de mélanger les déchets plastiques à d’autres matériaux et ainsi de fabriquer des produits plus durables. Cette approche facilite la fabrication de matériaux de haute performance qui trouvent des applications dans les secteurs de l’automobile et de la construction. Ainsi, aux Philippines, des matériaux de construction fabriqués à partir de plastique recyclé, tels que des tuiles, des briques, du bois d’œuvre et des planches, sont irradiés en vue d’améliorer leurs propriétés mécaniques, comme la résistance à la traction, au cisaillement et à l’abrasion.

En outre, la technologie radio-assistée devrait permettre de fabriquer des produits finis plus durables à partir de biomasse, une ressource renouvelable. La création de bioplastique et d’autres composés à haute valeur, tels que de nouveaux matériaux d’emballage qui remplaceraient les plastiques conventionnels dérivés du pétrole, devient ainsi possible.

Dans le cadre de l’initiative NUTEC Plastics, l’AIEA tire parti de la puissance des technologies des rayonnements pour aider les pays à lutter contre la pollution par le plastique. L’Agence agit sur deux fronts : à la source, en utilisant de nouvelles technologies capables d’aider à mieux recycler le plastique, et dans l’océan, où la majeure partie des déchets plastiques finissent leur course.

« Lorsqu’on agit à la source, les objectifs principaux sont de réduire les volumes de déchets plastiques au moyen de techniques de surcyclage novatrices, de faire en sorte que davantage de plastiques difficiles à recycler soient transformés en produits de valeur et de concevoir des bioplastiques », explique Celina Horak, cheffe de la Section de la radiochimie et de la technologie des rayonnements de l’AIEA. « Avec l’appui de l’initiative NUTEC Plastics, neuf pays d’Asie, d’Amérique latine et d’Afrique sont en train de bâtir des installations pilotes utilisant la technologie radio-assistée. »

Le rôle de l’irradiation dans la lutte contre la pollution par le plastique sera abordé lors de la troisième Conférence internationale sur les applications de la science et de la technologie des rayonnements, que l’AIEA organisera prochainement. Réunissant à Vienne (Autriche), du 7 au 11 avril 2025, des centaines d’experts dans des domaines liés aux rayonnements (physique, chimie, science des matériaux, biologie et ingénierie), la Conférence #ICARST2025 sera accessible à toute personne intéressée par retransmission en direct.

Des événements internationaux se tiendront également en octobre 2025 en République de Corée, avec la présentation des outils de l’AIEA d’évaluation de l’économie circulaire et du niveau de maturité technologique, et en novembre 2025 aux Philippines avec le premier Forum international de haut niveau sur l’initiative NUTEC Plastics. Ces deux événements traiteront également de la seconde composante de l’initiative NUTEC Plastics, à savoir la surveillance du milieu marin – dans laquelle la science nucléaire est utilisée pour repérer, tracer et surveiller les plastiques dans l’océan, en particulier les microplastiques.