Une deuxième vie pour le caoutchouc et les plastiques non recyclables

Le cycle de vie d’une balle de tennis est plutôt court. Elle bondira dans tous les sens, encaissera les coups et fera courir des adversaires d’un bout à l’autre du terrain pendant trois ou quatre heures, voire moins sur un circuit professionnel. Malheureusement, lorsqu’elle aura quitté le court, ce sont des dizaines d’années qu’elle passera dans un site d’enfouissement.

De nombreux articles de sport ainsi que les pneus sont parmi les sources de déchets les plus préoccupantes à l’échelle planétaire : ils sont encombrants et peuvent prendre plus de 50 à 80 ans pour se décomposer.

Heureusement, une équipe de recherche de la School of Engineering de la University of British Columbia (UBC, campus Okanagan) travaille actuellement à mettre au point une façon novatrice d’utiliser les déchets de plastique et de caoutchouc. En fait, ces matériaux, qui proviennent principalement des véhicules et des articles de sport, sont en train de devenir des composantes importantes de systèmes de stockage d’énergie, dont les batteries.

Amir Ahmadian, étudiant au doctorat au Nanomaterials and Polymer Nanocomposites Laboratory du campus de l’Okanagan, explique l’importance de cette innovation : « La réutilisation des déchets de plastique et de caoutchouc permet non seulement de faire en sorte que ces produits n’aboutissent pas dans les sites d’enfouissement, mais également de mettre au point des matériaux nanocomposites à valeur ajoutée, et ce, à faible coût. »

Alors que des équipes de recherche de la UBC et d’autres universités de partout dans le monde cherchent à extraire des composantes des pneus, comme le carbone, messieurs Mohammad Arjmand et Jian Liu ont adopté une autre approche : ils se sont plutôt concentrés sur la réduction des matériaux en de très petites particules et la mise au point de nanocomposites de polymère conducteurs pour des applications de l’électricité.

Ces particules microscopiques servent de matière de remplissage dans les polymères et permettent la création d’une structure qui présente des avantages dans les systèmes de stockage de l’énergie comme les batteries.

M. Arjmand, qui est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en matériaux de pointe et génie du polymère (niveau 2), indique qu’en réduisant ces déchets en fines particules, on peut les insérer dans la composition d’écrans électromagnétiques et ainsi créer un produit plus efficace.

« Même lorsqu’on travaille à l’échelle nanométrique, on doit utiliser des liants ou des matières de remplissage dans la structure des composites », explique M. Arjmand. « Or, ces particules polymérisées fournissent une matière première qui peut servir à plusieurs fins. On utilise ces matériaux dans les batteries et les écrans électromagnétiques parce qu’ils permettent une meilleure conductivité. »

M. Liu, titulaire de la chaire de recherche du recteur en technologies de stockage de l’énergie, explique qu’on pourrait trouver des applications de ces matériaux recyclés dans la fabrication de batteries au lithium ionique parce qu’ils offrent par ailleurs une bonne capacité de stockage de l’énergie.

« Des recherches ont démontré que les matières de remplissage composites peuvent grandement améliorer le rendement des batteries, surtout les batteries au lithium ionique » explique M. Liu. Il ajoute que « trouver la matière de remplissage qui a les bonnes caractéristiques a toujours posé un défi et ces nouveaux matériaux nanocomposites recyclés offrent de nombreuses possibilités parce qu’on peut facilement ajuster leurs composantes. »

M. Liu indique qu’en utilisant des déchets de plastique, on peut non seulement les transformer en des produits qui ont une valeur, mais également diminuer la quantité de matrice polymérique (la partie résineuse d’un plastique renforcé) nécessaire pour obtenir un niveau de conductivité électrique précis, ce qui a une grande incidence sur le coût final du matériau nanocomposite.

Il termine en évoquant la possibilité, dans l’avenir, de soutenir une économie circulaire en créant une batterie recyclable abordable et réutilisable grâce à un produit à valeur ajoutée créé à partir de déchets de plastique.

Ces travaux de recherche ont été financés par une subvention à la découverte du Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie du Canada et les résultats ont été publiés sur le site de la revue scientifique  Polymers (en anglais seulement).

Le present article a été traduit et publié avec l’autorisation du  campus de l’Okanagan de la University of British Columbia (en anglais seulement).

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