Un inventeur turkmène trouve de nouvelles méthodes économiques de recyclage des déchets de caoutchouc et de plastique

Gennady Galifanov, conseil en brevets, Ashgabat (Turkménistan)

Conscient qu’il est urgent de venir à bout de la pollution environnementale causée par les déchets industriels et ménagers, Rizayev Eldar Guseynovich, jeune entrepreneur turkmène, recherche de nouvelles méthodes permettant de transformer les déchets en matières premières secondaires pour la fabrication de produits économiquement utiles. Il s’attache surtout à transformer les déchets de plastique et de caoutchouc, notamment les pneus usagés.

La nature technique du problème

Recycler ces déchets en matières premières secondaires pour la fabrication de nouveaux produits est une solution attrayante même si elle est ambitieuse. L’élimination du caoutchouc en particulier revient très cher car il se décompose extrêmement lentement (il lui faut plus de 100 ans pour disparaître complètement) et il génère une très forte pollution atmosphérique, une tonne de déchets de caoutchouc brûlés dégageant plus de 250 kg de suie et 400 kg de gaz toxiques. La présence d’une énorme grande quantité de caoutchouc hautement inflammable enfoui dans les décharges pose également des problèmes majeurs pour l’environnement et la santé et crée un habitat propice aux rongeurs et aux insectes, souvent porteurs de maladies infectieuses dangereuses.

Pendant plus d’un siècle, les tentatives de régénération de produits en caoutchouc usagés ont échoué, en grande partie parce qu’ils sont constitués de polymères thermodurcissables qui ont pour caractéristique de ne pas fondre quand ils sont chauffés. Impossible donc de transformer ces déchets en matières premières pour la fabrication de nouveaux produits à base de caoutchouc.

Changements politiques incitant au recyclage des déchets de caoutchouc

Auparavant, les produits en caoutchouc usagés étaient généralement incinérés. Conformément à la directive 1999/31/CE concernant la mise en décharge des déchets , l’Union européenne a interdit en 2003 l’incinération des déchets de caoutchouc et la mise en décharge des pneumatiques. Trois ans plus tard, en 2006, c’est la mise en décharge du caoutchouc (y compris des pneus déchiquetés) qui est interdite aussi. Des organisations comme l’Association européenne des fabricants de pneus et de caoutchouc (ERTMA) travaillent avec les gouvernants à la mise au point d’un cadre réglementaire dans ce sens pour les consommateurs, pour les conducteurs et pour l’industrie européenne du pneumatique.

Ces changements opérés dans le droit européen ont incité de nombreux pays à construire des usines de retraitement pour transformer les déchets de caoutchouc en poudrette (à partir de pneus en fin de vie) selon un procédé qui ne modifie pas la structure chimique de la matière. La poudrette est ensuite mélangée à des liants polymères (durcisseurs, adhésif polyuréthane, polymère chimique hétérophasé), donnant naissance à différents matériaux de construction et revêtements routiers. L’utilisation de ces liants demeure toutefois onéreuse et augmente considérablement le coût de recyclage des déchets. C’est pourquoi les déchets de caoutchouc sont retraités beaucoup moins vite qu’ils ne sont accumulés. Selon des statistiques récentes, on compte chaque année environ un milliard de pneumatiques usagés (approximativement 17 millions de tonnes), dont 75% finissent à la décharge.

Depuis 25 ans, diverses mesures ont été prises pour inciter au recyclage des déchets de caoutchouc, avec des résultats positifs. Par exemple, en 2018, la Norvège, la Serbie, la Suisse, la Turquie et des États membres de l’Union européenne ont collecté et retraité plus de 90% de leurs déchets de pneus ; soit environ 4% de plus qu’en 2017.

Mélanger déchets de caoutchouc et déchets plastiques : une nouvelle idée pour réduire les coûts

Avec la hausse attendue de la production mondiale de pneumatiques (qui devrait passer de 2,1 milliards en 2020 à 9 milliards d’unités en 2029 selon Garner Insights), le marché du recyclage du pneumatique présente de bonnes opportunités de croissance et de développement commercial.

Cette opportunité et la nécessité de réduire le coût du recyclage du caoutchouc et le coût élevé des liants polymères ont incité Eldar Rizayev à rechercher de nouvelles méthodes de recyclage à la fois des déchets plastiques et des déchets de caoutchouc. Contrairement aux déchets de caoutchouc, les déchets plastiques se composent de polymères thermoplastiques qui fondent quand ils sont chauffés une nouvelle fois et peuvent être assez facilement transformés en divers produits ayant une autre utilité.

Eldar Rizayev, jeune entrepreneur turkmène, explore les manières de venir à bout de la pollution environnementale en recyclant les déchets en plastique et en caoutchouc en un certain nombre de produits utiles.

Rizayev a tout d’abord envisagé la possibilité de mélanger des polymères thermodurcissables (déchets de caoutchouc qui ne fondent pas quand ils sont chauffés) et des polymères thermoplastiques (déchets plastiques qui fondent quand ils sont chauffés). Une fois fondu, ce mélange permet de façonner différents produits nouveaux. M. Rizayev a testé son idée en premier lieu avec du polyéthylène téréphtalate (PET) provenant de bouteilles en plastique et d’autres récipients que nous utilisons quotidiennement. Ce fut une décision facile à prendre, ses recherches ayant montré que plus de 80% des déchets ménagers solides à base de caoutchouc et de plastique ne sont pas recyclés et représentent une matière première potentiellement intéressante pour fabriquer divers autres produits utiles.

Cette expérience a donné des résultats au-delà de toute attente. Une fois mélangé à de la poudrette de caoutchouc et chauffé dans une extrudeuse à 220-240 °C, le PET broyé a généré une réaction chimique qui a donné naissance à un mélange polymère-caoutchouc pouvant servir à créer une diversité de matériaux résistants à l’usure et de revêtements de sol durables antidérapants : tuiles, dalles fines, tapis, praticables pour gymnases et revêtements de terrains de jeux pour enfants.

Contrairement au procédé standard consistant à mélanger de la poudrette de caoutchouc avec des liants polymères, le procédé développé par M. Rizayev mélange de la poudrette de caoutchouc fondue avec du PET fondu, ce qui donne un nouveau mélange avec de nouvelles propriétés intéressantes.

Pour optimiser la copolymérisation, l’inventeur règle le procédé technique sur les propriétés spécifiques de chacun des déchets utilisés pour créer le mélange fondu. Le mélange passe ensuite dans une extrudeuse à trois sections puis dans différents moules selon les résultats souhaités.

La solution de M. Rizayev se distingue dans la mesure où elle produit un mélange fondu, doté de propriétés non évidentes et auparavant inconnues. Cette avancée décisive permet de transformer de manière efficace et peu coûteuse les déchets de caoutchouc et de plastique en produits ménagers et de construction utiles.

Fort de son succès, M. Rizayev continue de chercher de nouvelles méthodes de recyclage pour d’autres types de plastique que l’on trouve à profusion : polyéthylène, polystyrène et polypropylène notamment, et il a déjà terminé plusieurs études techniques. D’après un rapport publié en 2018 par le Programme des Nations Unies pour l’environnement, les déchets plastiques représentent chaque année dans le monde environ 300 millions de tonnes, dont une grande partie finit en décharge. Avec ses travaux, M. Rizayev apporte une solution permettant de relever l’un des plus grands défis mondiaux en termes de recyclage. Là où des générations de scientifiques et d’inventeurs ont échoué, à savoir le double recyclage du caoutchouc et du plastique, il a réussi. Son innovation est un grand pas vers une solution au problème mondial des déchets industriels et ménagers.

Les brevets derrière l’invention

Les travaux de M. Rizayev ont fait l’objet de différents brevets délivrés par le Service d’État pour la propriété intellectuelle et le Ministère de l’économie et des finances du Turkménistan (brevets n^os 608 et 628) et par l’Office eurasien des brevets (brevets eurasiens n^os 028388 et 033283). Aujourd’hui, M. Rizayev a entièrement intégré ces procédés dans ses activités commerciales et fabrique à grande échelle des produits en caoutchouc et plastique recyclés.

Malgré la pandémie de coronavirus, M. Rizayev et ses 14 salariés ont réussi à fabriquer et à vendre des produits pour plus de 10 millions de manats (environ 28,6 millions de dollars des États-Unis d’Amérique). L’inventeur poursuit son activité scientifique et expérimentale pour répondre à une forte demande de matériaux recyclés à partir de déchets, de la part d’entreprises de construction, de fédérations sportives et d’autres organisations.

M. Rizayev continue de consacrer son temps et son énergie au développement de nouvelles possibilités intéressantes pour recycler les déchets de notre planète.

Désireux de concéder sa technologie sous licence, M. Rizayev a déjà entamé des négociations avec différentes entreprises de la Fédération de Russie. En raison de contraintes financières, il n’a pu breveter ces technologies que dans un nombre limité de pays mais, sa situation financière s’améliorant, il espère pouvoir étendre leur protection.

Rizayev continue de consacrer du temps et de l’énergie à de nouvelles opportunités passionnantes qui permettraient de réutiliser d’une autre manière les déchets mondiaux. Plusieurs nouvelles technologies sont en gestation, associant différents types de déchets avec de nouveaux matériaux, par exemple du sable provenant des barkhanes du désert du Karakoum au Turkménistan, pour réduire les coûts et fabriquer des produits plus solides et plus résistants : wagons-lits, cloisons pour zones de mouillage maritime ou fluvial, isolants électriques, produits routiers, tapis renforcés avec mousse et praticables plus durables pour activités sportives.