Recycler le plastique grâce à un catalyseur au manganèse

Chaque année les 28 millions de tonnes de plastique de type PET produits dans le monde sont incinérés ou recyclés mécaniquement ce qui dégrade la qualité du plastique à chaque cycle. On peut également le recycler chimiquement en rompant les chaînes macromoléculaires qui forment le plastique afin de récupérer les unités de base qui les constituent appelées monomères. Ces monomères peuvent ensuite être réutilisés pour synthétiser de nouveaux plastiques faisant de cette approche une solution attractive dans une logique d’économie circulaire. Hélas, ce recyclage chimique nécessite des catalyseurs à base de métaux nobles, rares et coûteux comme le ruthénium. Ces métaux sont fréquemment associés à des phosphines qui pourraient également poser des problèmes d’approvisionnement. 

Des équipes du Laboratoire de chimie de coordination (CNRS) et de l’Ecole européenne de chimie, polymères et matériaux (CNRS/Université de Strasbourg) viennent de développer un nouveau catalyseur à base de manganèse, métal peu coûteux et abondant dans la croûte terrestre, offrant ainsi une alternative durable aux métaux nobles traditionnellement utilisés. Composé exclusivement de manganèse, de carbone, d’hydrogène et d’azote, il ne nécessite plus d’avoir recours aux phosphines.

Le principe clé du recyclage repose sur l’utilisation d’hydrogène gazeux sous pression modérée (60 bars) et à une température de 150 °C, pour couper les chaînes macromoléculaires du plastique. Les monomères ainsi récupérés peuvent être utilisés pour créer de nouveaux plastiques de haute qualité, aux propriétés identiques à celles des matériaux vierges, ce qui permet d’envisager à terme un recyclage chimique véritablement circulaire.

Les premiers tests réalisés par les scientifiques sur des bouteilles d’eau en PET de différents types (eau plate, eau gazeuse, transparente, colorées), des emballages alimentaires et cosmétiques transparents, noirs ou colorés, et même des textiles synthétiques sont encourageants. Ce catalyseur a également démontré son efficacité sur une large gamme de polymères incluant les polyesters (PET, PBT, PCL), les polycarbonates (comme ceux des compact discs) et même certains polyuréthanes.

Enfin, une preuve de concept à l’échelle du gramme (1,15 g de PET vert de bouteille San Pellegrino®), a été réalisée avec succès confirmant la faisabilité du procédé à plus grande échelle. Même si des étapes de développement de nature industrielle seront encore nécessaires pour utiliser ce procédé à grande échelle, les scientifiques envisagent déjà de tester les monomères récupérés grâce à ce catalyseur pour recréer des matières plastiques de qualité équivalente à celles d’origine afin de parvenir à un recyclage en boucle fermée.

Référence 

Mariia Hruzd, Moifica Check Moïdine, Carine Duhayon, Stéphanie Bastin, Vincent Ritleng, Eric Pollet, Jean-Baptiste Sortais,
Chemical recycling of post-consumer plastics: phosphine-free manganese-catalysed hydrogenative depolymerisation of polyesters, polycarbonates, and polyurethanes
Journal of Catalysis, Volume 461, 2026, 116990, ISSN 0021-9517, https://doi.org/10.1016/j.jcat.2026.116990.