A l'avenir, le tri sélectif des différents plastiques pourrait ne plus être nécessaire pour les recycler. Des scientifiques de l'ESPCI Paris et du CNRS ont mis au point un procédé qui les transformera directement en "alliage vitrimère" aux capacités surprenantes. Découverte.
Eoliennes, canalisations, électronique ou robotique, les évolutions technologiques requièrent des matériaux toujours plus performants en termes de légèreté et de résistance, mais également de coût et d'empreinte écologique. Or, les plastiques courants ne satisfont pas toutes ces exigences. Mais des chercheurs de l'Ecole supérieure de physique et chimie industrielles (ESPCI) de Paris ont découvert une réaction de métathèse* qui aboutit à la création d'un "super-polymère" ayant un squelette carboné.
Les "vitrimères", classe de matériaux imaginée par Ludwik Leibler et ses collègues (D. Montarnal, M. Capelot, F. Tournilhac), sont des réseaux dynamiques qui pourraient "révolutionner le monde des plastiques" puisqu'ils combinent résistance mécanique, thermique et chimique. Et le procédé mis au point par les scientifiques ne nécessite pas de catalyseur, "ce qui constitue un réel avantage économique et écologique". A partir d'ingrédients de base classiques, des plastiques ordinaires non triés, il serait donc possible d'obtenir des matériaux très performants. Les proportions des différents composants et les conditions de mise en œuvre (injection, moulage, soufflage, extrusion, thermoformage) permettraient d'obtenir les caractéristiques recherchées. Le communiqué du CNRS précise : "Les vitrimères obtenus à partir de polystyrènes, acrylates ou polyéthylènes présentent une meilleure résistance mécanique et thermique que les produits de départ, sans compromettre la capacité de réparation, de soudage et de recyclage".
De multiples avantages et des applications infinies
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Autre avantage, les vitrimères sont moins sensibles aux attaques des liquides qui d'habitude craquellent les pièces en plastique ou en composites. Au cours d'une expérience, les scientifiques ont mesuré l'apparition de fissures dans un objet en polyéthylène placé dans de l'eau savonneuse au bout de seulement 30 heures, là où un objet vitrimère résiste plus de 350 heures. Le matériau pourrait donc servir d'alternative à certains revêtements protecteurs dans des canalisations, des cuves, des vitrages ou des pièces mécaniques. N'en finissant pas de s'émerveiller de leur découverte, les chercheurs ont également noté que la réaction pouvait opérer aux surfaces : "Une adhésion très forte entre les vitrimères fabriqués à partir de plastiques complètement incompatibles est obtenue". Une particularité de plus qui ouvrirait des perspectives cette fois dans le domaine de l'emballage ou dans celui des pneumatiques. La promesse d'obtenir, en recyclant ce qui était autrefois considéré comme des déchets, des composants améliorés, plus rigides, résistants aux chocs ou au déchirement, et imperméables aux solvants. L'ESPCI Paris a déposé des brevets sur la technologie qui s'avère prometteuse.
(*) Réaction de métathèse : échange d'un ou plusieurs atomes entre des molécules dont les structures sont apparentées, sans détérioration des liens chimiques existants.
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