Thèse Surcyclage de Polycondensats Vers des Alternatives Plus Écoresponsables H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide
Direction de la thèse : Philippe ZINCK ORCID 0000000323299116
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-27T23:59:59

Le recyclage des matières plastiques est devenu aujourd'hui une problématique de première importance. Il permet notamment de réduire l'empreinte carbone des matériaux polymères et de lutter contre la pollution plastique. De plus, il peut être moteur de création d'emploi, puisque de nombreux secteurs industriels ont vocation à introduire une part de polymères recyclables dans leurs produits.
Le recyclage ou la valorisation des matières plastiques en fin de vie se font aujourd'hui de manière majoritaire par incinération, voie mécanique ou par différents types de dépolymérisations. L'incinération produit des gaz à effet de serre et des composés toxiques pour l'homme et l'environnement. Le recyclage mécanique des polymères conduit à une diminution de la masse molaire et à une chute des propriétés d'usage. On utilise d'ailleurs le terme décyclage ou « downcycling » en anglais. Le recyclage par dépolymérisation est une voie intéressante. Si l'on prend le cas des polyesters, qu'il soit chimique ou enzymatique, il permet de retrouver les masses molaires et les propriétés initiales du polymère après repolymérisation.
Cependant, ces stratégies ne peuvent pas mettre fin à la crise environnementale actuelle associée aux plastiques anthropiques. Des analyses de scénarios montrent en effet que la mise en oeuvre des solutions les plus drastiques dans les prochaines années sur la base de connaissances et technologies disponibles à l'heure actuelle ne pourront pas conduire à la gestion de l'ensemble des déchets plastiques produits.
Le surcyclage, également appelé « upcycling » en anglais, pourrait apporter des éléments de solution à ce problème. Il s'agit de la transformation de déchets plastiques en produits à haute valeur ajoutée. Nous avons dans ce domaine développé une approche de surcyclage de déchets plastiques en polymères de spécialités via le projet SURCYPOL (2023-2025) financé par la région Hauts-de-France dans le cadre du dispositif Economie Circulaire et Nouveaux Modèles de Développement. Les surcyclats formés dans ce projet peuvent conduire à des applications en tant qu'élastomères thermoplastiques ou encore dans le domaine des plastiques pour l'optique. L'approche que nous avons développée passe cependant par l'utilisation de solvants toxiques et de monomères conventionnels, non recyclés. L'objectif de cette thèse résolument inscrite dans l'écoconception consiste à évaluer 3 stratégies différentes, éventuellement de manière combinée, pour améliorer le caractère écoresponsable de notre approche, à savoir :
(i) l'utilisation de solvants peu toxiques
(ii) l'emploi de la mécanochimie pour activer cette réaction de surcyclage, qui pourrait idéalement permettre de s'affranchir de l'utilisation de solvants
(iii) l'emploi de co-monomères issus de la pyrolyse catalytique comme alternatives écoresponsables aux produits commerciaux non recyclés. Ces monomères seront fournis par un autre partenaire du projet.

L'équipe de recherche a des résultats préliminaires sur ce sujet.