Menés en collaboration étroite avec Michelin, le CEISAM, et sa Plateforme Ligérienne d’Isotopie (PLI), nos derniers travaux de recherche s’attachent à une question clé pour la traçabilité des polymères : est-il possible de distinguer le polystyrène recyclé du matériau vierge ?

Ces résultats font l’objet d’un article intitulé « Is it possible to distinguish virgin versus pyrolytic recycled styrene by determining the intramolecular ¹³C distribution? », récemment publié dans la revue Analytical Methods.

Cette étude met en évidence le potentiel de l’analyse isotopique position-spécifique du carbone-13 (PSIA) comme approche prometteuse pour authentifier le styrène recyclé – une avancée importante pour la traçabilité et la durabilité dans le domaine des polymères.

L’accumulation des déchets plastiques constitue un enjeu environnemental majeur à l’échelle mondiale, ces matériaux étant particulièrement résistants à la dégradation. Le recyclage des polymères offre une voie pertinente pour revaloriser les déchets plastiques et réduire la dépendance aux hydrocarbures d’origine fossile.

La plupart des industriels utilisant des plastiques comme matières premières sont conscients des enjeux sociétaux et environnementaux, et, soutenus par les pouvoirs publics, cherchent à accroître la part de matériaux recyclés à court terme.

Thibaud HERBST, coordinateur transverse Mobilité Durable chez Michelin, témoigne : « L’utilisation de matériaux renouvelables et recyclés fait partie intégrante de la stratégie de Michelin pour les prochaines années, avec un objectif de pneumatique confectionné à 100% à partir de ces matières premières. Et en ce sens, une meilleure connaissance de ces matériaux est clé. »

Cependant, le coût plus élevé des polymères recyclés par rapport aux matériaux vierges (issus directement du pétrole) fait naître des inquiétudes quant à la contrefaçon. Aujourd’hui, la traçabilité des plastiques repose essentiellement sur la documentation déclarative des fabricants, d’où la nécessité urgente de développer des outils d’authentification capables de vérifier l’origine des polymères et de garantir l’intégration effective de matériaux recyclés dans les applications industrielles.

Les isotopes stables sont largement utilisés pour authentifier l’origine de nombreuses substances, telles que les produits pharmaceutiques, alimentaires ou les boissons, et présentent un fort potentiel pour étudier la provenance des polymères.

Dans cette étude, des échantillons de styrène vierge et recyclé par pyrolyse ont été analysés grâce à l’analyse isotopique position-spécifique du carbone-13 réalisée par spectrométrie de résonance magnétique nucléaire (RMN isotopique ¹³C). Les profils de distribution intramoléculaire du ¹³C obtenus révèlent des différences significatives entre les deux sources, montrant que le recyclage du polystyrène induit un effet isotopique.

Ces résultats préliminaires ouvrent des perspectives prometteuses pour l’authentification du styrène recyclé. De plus, les importantes variations de composition intramoléculaire en ¹³C observées pourraient, à terme, permettre de quantifier les proportions de polymères recyclés et vierges au sein de matériaux composites.

Thibaud HERBST conclut : « La collaboration scientifique menée avec Nantes Université via sa filiale de valorisation CAPACITÉS a permis de poser les bases d’un travail de compréhension sur les phénomènes en jeu lors du recyclage de certains monomères entrant dans la composition du pneumatique. La publication du fruit des travaux menés grâce à l’expertise conjointe des équipes du CEISAM et de Michelin est un premier succès, et la continuité de ce travail est très attendue. Elle pourra en effet apporter beaucoup d’éléments, et permettre une valorisation accrue de ces nouveaux matériaux. »

Vous avez un projet ? Parlons-en !