Des scientifiques transforment un plastique difficile à recycler en lubrifiant moteur haute performance
Un groupe de chercheurs de Virginia Tech, dirigé par le chimiste et ingénieur chimique Guoliang « Greg » Liu, a mis au point une méthode permettant de transformer le polychlorure de vinyle (PVC) en polyalphaoléfine, un ingrédient essentiel utilisé dans les lubrifiants, y compris l’huile pour moteur. Cette recherche, publiée le 5 août dans la revue Nature, pourrait contribuer à résoudre deux problèmes environnementaux majeurs : la difficulté de recycler le PVC et la nécessité de produire des lubrifiants industriels de manière plus durable.
Le PVC est particulièrement difficile à recycler en raison de sa teneur en chlore et de la diversité des additifs qui peuvent être présents selon sa fabrication. Ces complexités entraînent une accumulation importante de PVC dans les décharges. Parallèlement, la demande pour des lubrifiants, tels que l’huile de moteur, continue d’augmenter, souvent au prix d’un coût environnemental significatif. La conversion de PVC rejeté en un composant utile pour les lubrifiants pourrait donc réduire les déchets plastiques tout en créant un produit de valeur.
Les lubrifiants, bien que souvent négligés, sont essentiels au fonctionnement des machines modernes. L’huile moteur est utilisée dans divers équipements, allant des tondeuses à gazon aux voitures particulières, en passant par les moteurs d’avion, ce qui rend les industries dépendantes d’un approvisionnement constant en matériaux nécessaires à leur fabrication.
La méthode développée par l’équipe de Liu commence par le PVC, similaire à celui utilisé dans la plomberie domestique, les structures de fenêtres et même les cartes de crédit. Les chercheurs placent le PVC dans un solvant, ajoutent du chlorure d’aluminium et des alpha-oléfines, puis chauffent le mélange à 70 degrés Celsius pendant trois heures. Ils extraient ensuite une huile relativement épaisse du solvant, qui fonctionne comme lubrifiant. Liu a déclaré : « Nous avons prouvé qu’il est possible d’utiliser les déchets plastiques pour fabriquer des lubrifiants haute performance. Ces lubrifiants sont écologiques et peuvent répondre aux besoins émergents de durabilité du marché. »
Ce projet s’inscrit dans le prolongement de recherches antérieures de l’équipe, publiées dans Science et Nature Sustainability, où ils avaient développé des méthodes pour convertir d’autres types de déchets plastiques en tensioactifs utilisés dans des produits comme les savons et les détergents. Après ces succès, Liu et ses collègues ont décidé d’explorer la possibilité de transformer le PVC en quelque chose d’utile.
Pour mener à bien ce projet, Liu a constitué une équipe de chercheurs diplômés, avec Eric Munyaneza Nuwayo, un doctorant en dernière année, à la tête de l’effort. Connor S. Thompson, un étudiant en chimie, et Abby Civiello, une étudiante de première année, ont également contribué de manière significative à la recherche.
Au départ, les chercheurs ont expérimenté différentes façons de transformer chimiquement les molécules de PVC. Cependant, les résultats initiaux n’étaient pas satisfaisants, les matériaux restant mous et collants. Liu a alors décidé de casser les chaînes polymériques en segments plus petits, ce qui a conduit à des résultats prometteurs.
Pour évaluer les propriétés de la nouvelle huile, Liu a collaboré avec des experts d’autres institutions, notamment Ali Erdemir de l’Université Texas A&M et William Goddard de Caltech. L’analyse économique et de production a été réalisée par Xi Chen, un collègue de Virginia Tech, afin de modéliser la fabrication de l’huile à plus grande échelle.
Les chercheurs visent à rendre le processus de production de lubrifiants plus durable et à élargir la disponibilité du produit. Liu a conclu : « Les lubrifiants sont les héros silencieux. Nous voulons pouvoir produire cette huile à une échelle plus large pour atteindre davantage de personnes dans le monde. »
Source : Virginia Tech
