Des scientifiques transforment l'un des plastiques les plus détestés au monde en un lubrifiant haut de gamme
Ils ont découvert quelque chose de bien plus prometteur qu'une simple méthode de recyclage
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Guoliang « Greg » Liu, chimiste et ingénieur en chimie à Virginia Tech, et son équipe de recherche ont mis au point un procédé permettant de transformer le polychlorure de vinyle (PVC) en polyalphaoléfine, un composant essentiel des lubrifiants tels que l'huile moteur.
Publiée le 5 août dans la revue Nature, cette recherche pourrait contribuer à relever deux défis environnementaux : le recyclage de l’un des plastiques les plus difficiles à traiter au monde et la production d’un matériau industriel de grande valeur.
En raison de sa teneur en chlore et de la diversité des additifs utilisés par les différents fabricants, le PVC figure parmi les plastiques les plus difficiles à recycler. Par conséquent, une grande partie finit dans les décharges.
Parallèlement, la production de lubrifiants tels que l’huile moteur a un coût environnemental élevé et la demande ne cesse de croître. En transformant le PVC mis au rebut en un composant clé des lubrifiants, le procédé mis au point par le laboratoire de Liu offre un moyen potentiel de réduire les déchets plastiques tout en créant un produit à forte valeur ajoutée.
Les lubrifiants passent peut-être inaperçus, mais ils permettent au monde de fonctionner sans heurts. L’huile moteur est utilisée partout, des tondeuses à gazon aux véhicules particuliers en passant par les réacteurs d’avion, ce qui rend indispensable un approvisionnement fiable en composants lubrifiants dans tous les secteurs industriels.
Le laboratoire de Liu a mis au point un procédé efficace qui pourrait permettre d’inverser la tendance d’un problème de pollution plastique déjà alarmant.
L’équipe récupère le PVC que l’on trouve chez soi dans la plomberie, les châssis de fenêtres et même les cartes de crédit, puis le place dans un solvant. Du trichlorure d’aluminium et des alpha-oléfines sont ajoutés, et l’ensemble du mélange est chauffé à 158 degrés Fahrenheit pendant trois heures. Le produit extrait du solvant est une huile relativement visqueuse : un lubrifiant.
« Premièrement, nous avons prouvé qu’il est possible d’utiliser des déchets plastiques pour fabriquer des lubrifiants haute performance. Deuxièmement, ces lubrifiants sont écologiques et peuvent répondre aux nouveaux besoins du marché en matière de développement durable », a déclaré M. Liu.
L’idée de ce procédé est née des publications antérieures de l’équipe, parues dans *Science*et*Nature Sustainability*, qui portaient sur la transformation d’autres types de déchets plastiques en tensioactifs tels que le savon et les détergents. Une fois cette approche couronnée de succès, les chercheurs se sont tournés vers le PVC.
« Nous souhaitons contribuer à améliorer le recyclage et la valorisation du PVC », a déclaré M. Liu.
Pour faire avancer le projet, M. Liu a constitué une équipe de chercheurs diplômés. Il a fait appel à Eric Munyaneza Nuwayo, doctorant en dernière année de son programme de doctorat, pour diriger ces travaux. Connor S. Thompson, étudiant de troisième cycle au département de chimie, se consacrait initialement à un autre projet de recherche. Lorsque M. Liu a proposé une nouvelle orientation, M. Thompson a relevé le défi.
L’équipe comprenait également Abby Civiello, une étudiante de première année de doctorat dont les contributions ont rapidement eu un impact considérable au sein du laboratoire.
« Je les appelais souvent les trois mousquetaires », a déclaré Liu.
Les membres de l’équipe ont commencé par tenter de transformer les molécules de PVC en quelque chose de différent et par expérimenter avec les matériaux.
« L’idée était simple. Le PVC, qui est l’une des formes les plus réactives du polyéthylène, devrait pouvoir être facilement converti en d’autres molécules en remplaçant les atomes de chlore par d’autres groupes », a expliqué Liu.
Malgré leurs efforts, le matériau qu’ils produisaient n’était jamais fonctionnel. Il restait toujours souple — un peu collant — et n’offrait pas les performances élevées qu’ils espéraient.
« Un jour, je me suis dit : si ce polymère est si collant et si mou, pourquoi ne pas simplement continuer à fragmenter les chaînes polymères en segments plus petits ? », a déclaré Liu.
Mais à mesure que les membres de l’équipe faisaient progresser le processus, en transformant le PVC en nouvelles molécules et en testant les performances du produit obtenu, M. Liu s’est rendu compte qu’ils avaient découvert quelque chose de bien plus prometteur qu’une simple méthode de recyclage.
Il s’est tourné vers des collègues spécialisés dans ce domaine pour l’aider à cerner précisément ce qu’ils avaient créé. Liu a envoyé des échantillons de cette huile à Ali Erdemir, de l’université Texas A&M, où des chercheurs ont testé les matériaux finaux. Liu a également collaboré avec William Goddard, du Caltech, pour les calculs chimiques. Xi Chen, un collègue de Virginia Tech, a ensuite apporté son expertise en matière d’économie et de production, en élaborant des modèles permettant de déterminer comment cette huile pourrait être produite à grande échelle.
La prochaine étape, a déclaré Liu, consiste à rendre ce lubrifiant encore plus durable et plus accessible.
« Les lubrifiants sont les héros discrets de notre quotidien. Souvent, on ne se rend pas compte de leur existence, mais ils sont là, à l’œuvre en silence. Nous voulons pouvoir produire cette huile à plus grande échelle afin de toucher davantage de personnes dans le monde », a déclaré Liu.
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 Anglais peut être trouvé ici.
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