Comment le CO2 peut être transformé pour sauver la planète?

Une cheminée dégageant du CO2 Copyright de l’image Getty Images
Image caption Le resserrement de la réglementation sur l'utilisation des combustibles fossiles incite la science à trouver de nouvelles façons de produire un élément clé de la vie moderne : le plastique.

Que pouvons-nous faire avec nos émissions de CO2? Nous pouvons les transformer en matelas, en récipients et en couverts.

Les chercheurs ont trouvé des moyens de transformer le dioxyde de carbone en objets du quotidien faits de plastique, afin de réduire la quantité de combustibles fossiles que nous utilisons pour le produire.

Ils visent à utiliser les émissions de carbone à l'avenir pour réduire davantage les gaz à effet de serre.

Le plastique est un énorme problème environnemental - environ 7,25 milliards de tonnes de plastique recouvrent la terre et remplissent les mers. Il y en a partout.

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Mais elle est omniprésente dans un bon sens aussi - nous avons besoin de plastique et elle a, sans aucun doute, révolutionné la vie au 20ème siècle.

Sans plastique, la musique enregistrée et les films ne seraient pas possibles.

La médecine moderne dépend entièrement du plastique - pensez aux poches de sang, aux tubes et aux seringues - ainsi qu'aux pièces de voiture et d'avion - qui dépendent tous du plastique - qui nous ont permis de voyager à travers le monde.

Et bien sûr : les ordinateurs, les téléphones et toutes les formes de technologie liées à Internet.

Vous lisez probablement cette histoire grâce au plastique.

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Image caption La pollution plastique est devenue un problème environnemental majeur

Fabriquer du plastique signifie actuellement brûler des combustibles fossiles et libérer du dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique.

Mais que se passerait-il si nous pouvions trouver un moyen de fabriquer des matelas en plastique, de la mousse isolante, des couverts en plastique ou des contenants alimentaires réutilisables sans émettre de CO2 - ou même en les aspirant hors de l'atmosphère ?

Les nouvelles technologies promettent de transformer les émissions de CO2 elles-mêmes en plastique, réduisant ainsi la quantité de gaz que nous rejetons dans l'atmosphère terrestre. Mais comment ?

Jetons un coup d'œil à la technologie derrière toute cette révolution.

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Du nylon à partir de CO2

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Image caption Les plastiques sont durables, flexibles, stériles et polyvalents.

Les plastiques sont des polymères synthétiques - des molécules formées en longues chaînes répétitives reliées entre elles.

Au UK Centre for Carbon Dioxide Utilization (CDUUUK), des chercheurs ont découvert comment fabriquer du nylon - un type de polymère appelé polyacrylamide - à partir du CO2.

"C'est vraiment fou de penser que l'on peut fabriquer du nylon à partir du dioxyde de carbone, mais nous l'avons fait ", déclare Dr Peter Styring, directeur de CDUUUK et professeur de génie chimique et de chimie à l'Université de Sheffield.

"Au lieu d'utiliser des combustibles fossiles comme matière première, vous pouvez inverser l'industrie en utilisant des déchets de dioxyde de carbone à l'aide de trucs chimiques. Cela révolutionnera le secteur pétrochimique", dit-il.

Actuellement, la majeure partie du CO2 utilisé ne provient pas des émissions elles-mêmes, mais plutôt d'un sous-produit d'un processus chimique.

Mais l'objectif du chercheur est de capter le carbone émis par les usines.

Dormir au gaz

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Image caption Les scientifiques ont créé des matelas fabriqués en partie à partir de dioxyde de carbone (CO2)

Pour fabriquer du plastique à partir de CO2, les scientifiques doivent utiliser des catalyseurs sophistiqués, qui sont des substances qui accélèrent le rythme d'une réaction chimique sans être utilisées dans le processus.

Au sein du groupe pétrochimique Covestro, en Allemagne, des chercheurs ont créé des matelas formés de 20% de dioxyde de carbone sous la marque Cardyon.

Ils ont découvert un catalyseur qui déclenche une réaction entre le CO2 et d'autres composés, ce qui a donné naissance à une famille de produits chimiques utilisés pour fabriquer le polyuréthane - le matériau que l'on trouve dans les matelas, les coussins et l'isolation des réfrigérateurs.

Étant donné que plus de 15 millions de tonnes de polyuréthane sont fabriquées chaque année dans le monde, le passage au CO2 comme matière première pourrait avoir un impact important sur la réduction des émissions de carbone.

Un air plus pur

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Image caption Les scientifiques travaillent sur des produits en plastique, comme l'isolation en polyuréthane, qui pourraient capter les émissions industrielles.

Partout dans le monde, les scientifiques utilisent le CO2 pour fabriquer divers types de plastique.

La société britannique Econic, une autre société qui produit du polyuréthane à partir de dioxyde de carbone, s'attend à avoir des produits en mousse sur les tablettes d'ici deux ans, ainsi que des revêtements, des produits d'étanchéité et des élastomères - des polymères qui ont l'élasticité du caoutchouc.

Leigh Taylor, directeur des ventes de l'entreprise, affirme que non seulement la qualité de ces matériaux correspond à celle du plastique conventionnel, mais qu'ils peuvent même le dépasser à certains égards.

"Nous découvrons que certains de nos matériaux ont des performances améliorées, comme la capacité ignifugeante ou la résistance aux rayures", a-t-il déclaré.

Econic estime que si 30% de tous les polyols (molécules utilisées comme agents de réticulation) étaient fabriqués à partir de CO2, cela permettrait d'économiser 90 millions de tonnes d'émissions dans l'atmosphère, soit l'équivalent de quatre millions d'arbres, ou de retirer deux millions de voitures des routes.

Qui plus est, parce que le dioxyde de carbone est beaucoup moins cher que la matière première standard - environ 100 $ la tonne, comparativement à 2.000 $ pour l'oxyde de propylène - le procédé pourrait permettre aux fabricants d'économiser beaucoup d'argent.

Un ambitieux projet d'avenir

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Image caption Les polycarbonates à base de sucre pourraient être utilisés dans les produits pour bébés, tels que les biberons et les gobelets.

Ailleurs, les scientifiques mettent au point des polycarbonates, utilisés pour les contenants réutilisables et les biberons, en combinant le CO2 avec les sucres - par exemple, la xylose, facilement dérivé des moulins à café usagés.

Cette solution à base de sucre serait plus sécuritaire à utiliser que les produits actuels qui sont fabriqués avec du BPA - un produit chimique interdit dans les biberons et les gobelets au Canada en 2010.

Plus ambitieux encore est l'objectif de produire de l'éthylène à partir du dioxyde de carbone : environ la moitié du plastique que nous produisons dans le monde est composé d'éthylène, ce qui en fait une des matières premières les plus importantes au monde.

A l'Université de Swansea, au Royaume-Uni, le Professeur Enrico Andreoli essaie de développer des catalyseurs pour créer de l'éthylène en combinant le dioxyde de carbone avec l'eau et l'électricité.

Il faudra peut-être 20 ans pour produire le polyéthylène plastique à une échelle commercialement viable à partir d'éthylène fabriqué à partir de CO2. Mais le professeur Andreoli dit que cet objectif vaut la peine d'être poursuivi.

"Nous ne serons pas en mesure de produire de l'éthylène à partir de combustibles fossiles dans 30 ou 40 ans - nous devons donc trouver d'autres moyens de le faire à partir du dioxyde de carbone."

Les bioplastiques sont-ils une solution ou plutôt un problème ?

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Image caption Les bioplastiques sont écologiques, mais ils ont besoin de plus d'énergie - et de CO2 - pour être produits.

Mais certains plans ambitieux pour le plastique ont des inconvénients environnementaux.

Bioplastiques - couverts jetables en pommes de terre, bouteilles en maïs, sacs poubelles habilement fabriqués à partir de déchets alimentaires, etc. - ont été médiatisés récemment.

Mais ils ne se dégradent (bio) pas aussi facilement que le nom l'indique, ce qui nécessite habituellement le recours à des composteurs industriels.

Et du point de vue des émissions de carbone, il faut plus d'énergie pour les produire.

Lorsque l'on tient compte de la récolte avec des machines, de la transformation des matières premières dans les usines, etc., la chaîne bioplastique a souvent une empreinte carbone plus élevée que celle des plastiques traditionnels.

Ce qui nous ramène à la fabrication du plastique à partir du CO2 - cela ne résoudra pas le problème de pollution de la Terre, mais cela pourrait la rendre plus verte d'autres façons.

Cet article a été adapté d'une production originale de Zoe Cormier sur BBC Earth.