Donner une seconde vie à tous les plastiques, avec Marc Guerre

Par Lucas Cousinet et Hélène Pierre, de l’équipe Exploreur.

Pour ce portrait original, l’équipe Exploreur a demandé à des chercheurs de différentes disciplines de venir avec un objet évoquant leur thématique de recherche. Une occasion de parler de leurs travaux, de leur métier, des rencontres qui les ont marqués durant leur parcours et de ce qui les anime dans leur quotidien, en laboratoire ou sur le terrain.

Marc Guerre est chercheur CNRS au Laboratoire des interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique - IMRCP. Pour nous parler de ses travaux, Marc a choisi un moule à gâteau en silicone. Grâce à cet objet, il souhaite sensibiliser la population sur les différentes classes de matériaux recyclables et non recyclables et les enjeux scientifiques et sociétaux qui en découlent. 

Si aujourd’hui la prise de conscience des enjeux climatiques et écologiques est généralisée, il reste encore de nombreux axes d’amélioration. La synthèse de matériaux plastiques recyclables est un axe de recherche en forte croissance et qui a reçu un regain d’attention ces dix dernières années. Marc Guerre développe, à l’échelle moléculaire, de nouvelles chimies permettant de rendre recyclable certains matériaux actuels non recyclables. Parmi ces matériaux on trouve les silicones présents dans les moules à gâteau, les caoutchoucs de synthèse, les résines époxy utilisées par exemple dans les pales d’éolienne et dans les matériaux de structure aéronautique ou encore certaines pièces plastiques utilisées en plomberie ou dans la construction de véhicules. Aujourd’hui ces plastiques sont dans la majorité des cas incinérés en fin de vie et l’objectif est de réussir à les rendre recyclables. 

Pour tous ces matériaux que l’on nomme thermodurcissables, la structure chimique est toujours la même. A l’échelle moléculaire, ils possèdent tous des liaisons fixes formant un réseau tridimensionnel rigide. Ces liaisons très solides ne peuvent pas se casser quelles que soient les conditions, ce qui en font des matériaux très résistants mais non recyclables. Or pour réussir à recycler ces matériaux, il faut réussir à briser ces liaisons. Les recherches actuelles consistent donc à remplacer ces liaisons fixes par des liaisons réversibles dynamiques sensibles à la température qui pourront être cassées et reformées à chaque étape de recyclage et/ou de remise en forme. 

 On part vraiment de la molécule, et on va en faire des matériaux qu’on peut toucher, qu’on peut remettre en forme et qu’on peut analyser. »

Marc Guerre part donc de l’échelle moléculaire pour synthétiser de nouveaux plastiques recyclables. Il en évalue ensuite les propriétés et les compare aux polymères sur le marché. L’objectif est de conserver les mêmes propriétés physiques que les matériaux actuels introduisant les propriétés de recyclabilité. 

Aujourd’hui les travaux de recherche sur la synthèse de polymères recyclables sont en pleine expansion mais pour l’instant peu de ces matériaux sont sur le marché. Le niveau de maturité de ces matériaux est encore très bas mais certaines entreprises commencent à s’y intéresser de près. Par exemple, ils peuvent avoir une utilité dans la conception de circuits imprimés. Étant plus résistants à la chaleur mais en même temps recyclables, ils pourraient faciliter le recyclage des circuits imprimés très difficile actuellement. 

Pour diminuer l’impact environnemental des plastiques, Marc Guerre travaille également à allonger leur durée de vie. En collaborant avec l’Institut de recherche technologique Saint-Exupéry (IRT) et l’Institut Clément Ader (ICA) sur des applications en aéronautique, son objectif est de pouvoir réparer facilement des fissures de quelques centimètres sur des pièces structurales d’avion.

> Écoutez l’interview de Marc Guerre. Réalisation : © Lucas Cousinet (Université fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Campus FM Toulouse, Quai des savoirs).

IMRCP : Laboratoire des interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (Université Toulouse III-Paul Sabatier et CNRS)