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Ils ont publié les détails de leur méthode dans le Chemical Engineering Journal.
Le texte suivant a été traduit automatiquement de l'allemand et n'a pas été post-édité.
Tous les déchets plastiques ne se valent pas. Si certains plastiques peuvent être recyclés très facilement, d'autres sont beaucoup plus difficiles à traiter. « Le polystyrène est l'un de ces cas problématiques », explique Christoph Wittmann. Le professeur de biotechnologie des systèmes à l'université de la Sarre se consacre depuis le début de sa carrière de chercheur à la question de savoir comment éliminer ou recycler certains plastiques de manière écologique. Grâce à son travail et à celui de ses collègues, le polystyrène, dont la variante la plus connue, le styromousse, est familière à tout le monde, pourrait désormais perdre son statut de « casse-tête » et devenir une matière première très recherchée pour la chimie de base.
Chaque année, 20 millions de tonnes de déchets de polystyrène sont produites dans le monde, dont seule une petite partie peut être recyclée. Si l'on en croit Christoph Wittmann, cela pourrait bientôt appartenir au passé. En collaboration avec les chimistes polymères du groupe de travail du professeur Markus Gallei et les scientifiques spécialisés dans les matériaux de l'Institut Leibniz pour les nouveaux matériaux (INM) à -Sarrebruck, ainsi qu'avec d'autres partenaires de Dortmund et de Vienne, le biotechnologiste sarrois a réussi à amener des bactéries à décomposer les composants moléculaires du polystyrène et à les transformer en produits chimiques utiles. Les composants nécessaires ont été préalablement extraits des déchets de polystyrène expansé à l'aide d'un procédé économe en énergie, posant ainsi les bases du recyclage microbien.
En simplifiant, bien sûr. Car comme on peut l'imaginer, on ne peut pas faire la leçon à une bactérie de l'espèce Pseudomonas putida en levant le petit doigt. Il faut plutôt, après des années de travail en laboratoire, manipuler le métabolisme de la bactérie avec une telle précision qu'elle développe d'une part un appétit pour les composants du polystyrène (très peu de bactéries aiment cela naturellement) et qu'elle soit en outre motivée à excréter des substances utiles sous forme de « produit de digestion ».
Ces substances sont par exemple l'acide muconique, qui peut à son tour être décomposé en acide adipique et en hexaméthylènediamine. « Et ces deux substances ont chacune six atomes de carbone et deux groupes acides ou aminés », explique Christoph Wittmann. Les chimistes vont maintenant tendre l'oreille, car « ce sont les deux composants utilisés pour la fabrication du nylon », explique le scientifique. Et le nylon joue à son tour un rôle prépondérant dans le monde des plastiques. D'innombrables objets du quotidien contiennent du nylon, outre les célèbres collants en nylon, mais aussi les tapis, les sièges de voiture et même les ustensiles de cuisine, les serre-câbles et les chevilles. Il apparaît donc clairement que le polystyrène, difficilement recyclable, peut être transformé par « upcycling » biologique en une matière première précieuse pour la fabrication de plastiques techniques de haute qualité et même haute performance – un véritable avantage par rapport au « recyclage » classique.
Le procédé mis au point à Sarrebruck, qui a pu être développé grâce au financement du projet européen « Repurpose » (https://www.repurposeproject.eu/), offre désormais à l'industrie chimique de toutes nouvelles perspectives pour réintroduire dans le cycle des matières plusieurs millions de tonnes de déchets de polystyrène et en extraire de nouvelles matières premières. « Car le point fort est que nos collègues de l'INM autour d'Aránzazu del Campo ont pu prouver que les matériaux obtenus grâce à notre procédé ont les mêmes propriétés que les matériaux entièrement nouveaux fabriqués à partir de pétrole dans l'usine », explique Christoph Wittmann. Les propriétés des plastiques obtenus à partir de polystyrène recyclé sont donc identiques à celles des plastiques neufs. C'est important, par exemple, pour la résistance des produits. Ils sont alors aussi résistants que les produits fabriqués à partir de pétrole « frais ».
Les chercheurs ont pu acquérir ces connaissances grâce à la bonne coopération et aux distances courtes sur le campus de l'université de la Sarre. « C'est beaucoup plus facile ici que dans de nombreux autres sites universitaires », explique Christoph Wittmann. « Ici, je peux rapidement prendre un café avec des collègues du département de chimie ou de l'Institut Leibniz et m'asseoir à leur table pendant la pause déjeuner pour discuter d'un projet. C'est une particularité importante ici à Sarrebruck », explique le biotechnologiste, qui rapporte qu'il est souvent plus compliqué dans d'autres universités de discuter de tels projets de recherche avec des collègues lorsque ceux-ci sont répartis dans différents quartiers de la ville, par exemple.
Aujourd'hui, aucun scientifique ni aucun chercheur ne peut plus travailler seul dans son coin, en particulier dans son domaine. « La durabilité nécessite des équipes interdisciplinaires », dit-il. « On ne peut pas y arriver seul. »
Publication originale :
Michael Kohlstedt, Fabia Weiland, Samuel Pearson, Devid Hero, Sophia Mihalyi, Laurenz Kramps, Georg Gübitz, Markus Gallei, Aránzazu del Campo, Christoph Wittmann, Biological upcycling of polystyrene into ready-to-use plastic monomers and plastics using metabolically engineered Pseudomonas putida, Chemical Engineering Journal, 2025, 168431, ISSN 1385-8947, https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168431.
Informations complémentaires :
Prof. Dr Christoph Wittmann
Tél. : (0681) 30271971
E-mail : christoph.wittmann(at)uni-saarland.de
www.isbio.de
