Recyclage valorisant des plastiques à l’aide d’enzymes et de communautés microbiennes
La demande croissante de produits en plastique pose un défi environnemental mondial. Plus de 400 millions de tonnes de matières plastiques sont produites chaque année dans le monde et ce chiffre devrait s’élever à un incroyable 800 millions de tonnes d’ici 2050. Seule une infime fraction de ce plastique est recyclée. «Cela signifie qu’une ressource précieuse est perdue et que notre environnement est pollué», explique Lars Blank, coordinateur du projet MIX-UP, de l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle en Allemagne. «Si la quantité de plastique produite chaque année double ou triple d’ici à 2050, la situation sera totalement insoutenable. C’est pourquoi il est urgent de développer de nouvelles méthodes de recyclage.»
S’attaquer aux défis du recyclage du plastique
L’objectif principal du projet MIX-UP, financé par l’UE, était de lever un obstacle majeur au recyclage des plastiques qui consiste à transformer les plastiques mélangés et non triés en bioplastique de valeur réutilisables. Le projet est parti de l’idée qu’il était possible d’utiliser des mélanges d’enzymes et des communautés microbiennes pour décomposer les produits plastiques en leurs monomères constitutifs, et ainsi produire un matériau réutilisable. «Si vous avez déjà visité une usine de traitement des déchets qui collecte du plastique, vous pouvez comprendre le défi que représente la transformation de tous ces déchets en monomères purs», fait remarquer Lars Blank. «Le plastique de faible valeur est très difficile à recycler.»
Identifier les enzymes et les bactéries qui se nourrissent des plastiques
Le projet s’appuie sur des travaux antérieurs, tels que le projet P4SB financé par l’UE, qui a permis d’identifier des enzymes et des bactéries qui se nourrissent de matières plastiques et brisent leurs liaisons moléculaires, créant ainsi des monomères réutilisables. Il a également adopté une approche globale qui a réuni des universitaires et des industriels européens et leurs homologues chinois. «Les problèmes mondiaux requièrent des solutions mondiales et une coopération internationale», souligne Lars Blank. «La Chine et l’UE comptent pour environ 50 % de la production mondiale de plastique, il était donc logique qu’ils abordent ensemble le recyclage du plastique.» Le projet MIX-UP a démontré son approche novatrice du recyclage des plastiques par le biais de divers projets pilotes menés en Europe et en Chine. Les déchets plastiques non triés ont d’abord été broyés mécaniquement. Des enzymes mixtes ont été ensuite été optimisées et appliquées aux déchets. Différentes enzymes ont été nécessaires pour traiter différents types de plastique. Ces enzymes artificielles décomposent les polymères plastiques en leurs composants de base. Les monomères obtenus ont ensuite été utilisés comme matière première dérivée du plastique et soumises à des communautés microbiennes dédiées, qui ont reconverti ces composants en bioplastiques.
De nouvelles enzymes qui excellent dans la dégradation des plastiques
Le projet a pu identifier et démontrer l’efficacité de plusieurs nouvelles enzymes dans la dégradation de divers plastiques. Il a déjà publié un grand nombre d’articles à ce sujet et les résultats continuent d’arriver. Les travaux ont également souligné l’importance de faire circuler des plastiques qui peuvent être facilement décomposés. À cette fin, Lars Blank souhaiterait que davantage de produits en plastique soient fabriqués à partir de polyhydroxyalcanoates (PHA). Il s’agit de polyesters produits dans la nature par de nombreux micro-organismes, et d’un sous-produit essentiel des essais pilotes menés par MIX-UP. «Un de nos partenaires chinois s’apprête à ouvrir une usine de production de PHA d’une capacité de 10 000 tonnes», ajoute-t-il. «Tout cela se concrétise peu à peu.» Par le biais d’une combinaison d’ingénierie enzymatique intensive, d’ingénierie métabolique de cultures mixtes définies et d’optimisation des bioprocédés, MIX-UP a démontré que les plastiques peuvent être décomposés par des processus naturels. Ce processus pourrait ouvrir de nouvelles perspectives économiques en donnant une valeur aux déchets plastiques, incitant ainsi à la collecte et à l’élimination du plastique de l’environnement.
Mots‑clés
MIX-UP, plastique, enzyme, bioplastiques, recyclage, microbien
