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Transition énergétique : recycler les matériaux pour préserver les ressources

Que faire des millions de pneus usagés ?

avec Thomas Grandin, chargé de la filière pneu et VHU à l'ADEME, Jean-Philippe Faure, responsable Recherche & Développent et directeur Recherche et Innovation chez Aliapur et Ludovic Moulin, docteur en Génie des Procédés et de l'Environnement, responsable R&D chez Alpha Carbone et chercheur accueilli dans le cadre du laboratoire commun MARVAPOL avec l'IMT Mines Albi
Le 14 novembre 2023 |
5 min. de lecture
Thomas Grandin
Thomas Grandin
chargé de la filière pneu et VHU à l'ADEME
JP Faure
Jean-Philippe Faure
responsable Recherche & Développent et directeur Recherche et Innovation chez Aliapur
Ludovic Moulin
Ludovic Moulin
docteur en Génie des Procédés et de l'Environnement, responsable R&D chez Alpha Carbone et chercheur accueilli dans le cadre du laboratoire commun MARVAPOL avec l'IMT Mines Albi
En bref
  • Sur la base du principe de responsabilité élargie des producteurs, les industries françaises de pneumatiques doivent collecter les pneus usagés.
  • A l’échelle mondiale, 8 millions de tonnes de pneus (composés de caoutchouc, carbone, silice, acier, textile et agents chimiques) ne sont pas collectés.
  • Il existe divers horizons pour les pneus usagés : réutilisation, valorisation énergétique, recyclage en matière.
  • Le durcissement de la réglementation anti-gaspillage vise à recycler 42 % des pneus usagés collectés d’ici 2028.
  • De nouvelles techniques de recyclage comme la pyrolyse ou la vapothermolyse laissent espérer un futur « zéro déchets ».

En 2021, 53,8 mil­lions de pneu­ma­tiques – toutes caté­go­ries confon­dues – ont été mis sur le mar­ché1. Soit plus de 567 000 tonnes d’un mélange de caou­tchouc, car­bone, silice, acier, tex­tile et agents chi­miques. La même année, plus de 532 000 tonnes de pneu­ma­tiques ont été col­lec­tées : le taux de col­lecte natio­nal s’élève à 111,5 %2 ! Les pneus ont une durée de vie de quelques années, alors que deviennent les pneus usagés ?

Depuis 2003, les orga­ni­sa­tions met­tant des pneus sur le mar­ché fran­çais – fabri­cants, dis­tri­bu­teurs, etc. – ont l’obligation de prendre en charge leur fin de vie sur la base du prin­cipe de res­pon­sa­bi­li­té élar­gie des pro­duc­teurs (REP). En Europe, s’il n’existe pas de texte spé­ci­fique à la filière, deux direc­tives s’appliquent. Résul­tat, nombre de pays euro­péens mettent en œuvre des dis­po­si­tifs de REP ou d’autres pour assu­rer la col­lecte des pneus usa­gés. Dans une étude s’intéressant à 51 pays à tra­vers le monde3, il est esti­mé que plus de 17 mil­lions de tonnes de pneus hors d’usage sont col­lec­tées chaque année, lais­sant 8 mil­lions de tonnes non col­lec­tées. La Chine, les États-Unis, l’Europe, le Cana­da, l’Inde ou encore la Corée du Sud font par­tie des plus impor­tants et/ou meilleurs pays collecteurs.

Il faut valo­ri­ser le gise­ment de pneus usa­gés d’une manière ou d’une autre

Une fois col­lec­tés, dif­fé­rentes voies de valo­ri­sa­tion existent. En France en 2021, 15 % d’entre eux sont réuti­li­sés. La plus grande par­tie des pneus usa­gés col­lec­tés (46,8 %) est valo­ri­sée éner­gé­ti­que­ment, presque uni­que­ment en cimen­te­ries. Concrè­te­ment, au lieu d’utiliser des éner­gies fos­siles, les pneus sont uti­li­sés en tant que com­bus­tible alter­na­tif pour pro­duire l’énergie néces­saire aux fours des cimen­te­ries. Der­nière voie de valo­ri­sa­tion des pneus usa­gés : le recy­clage. C’est le deve­nir de 35,8 % d’entre eux en 2021. Réduits en gra­nu­lats, fon­dus en cimen­te­rie ou acié­rie ou broyés : une palette de nou­velles vies s’ouvre aux pneus valo­ri­sés en matière. « La majo­ri­té des pneus que nous recy­clons sont trans­for­més en objets mou­lés (des ralen­tis­seurs rou­tiers par exemple), en sols spor­tifs, en maté­riau drai­nant ou sont uti­li­sés en acié­rie pour rem­pla­cer une par­tie de l’anthracite », détaille Jean-Phi­lippe Faure d’Aliapur. En 2010, l’organisme a éva­lué les retom­bées envi­ron­ne­men­tales de la sub­sti­tu­tion de pro­duits des dif­fé­rentes filières par les pneus hors d’usage4. Les béné­fices sont avé­rés pour le gazon syn­thé­tique, les objets mou­lés et la cimen­te­rie ; mais minimes pour les bas­sins de réten­tion. Nombre d’indicateurs envi­ron­ne­men­taux existent. Par exemple, chaque tonne de pneus usa­gés valo­ri­sée par la sub­sti­tu­tion pour le gazon syn­thé­tique per­met d’éviter les émis­sions de 3 tonnes de CO2. En paral­lèle, le pro­cé­dé uti­lise 15 m3 d’eau en moins.

Le recy­clage en matière des pneus usa­gés, après leur réuti­li­sa­tion, est la voie de valo­ri­sa­tion pri­vi­lé­giée par le code de l’environnement5. Pour­tant, la majo­ri­té des pneus hors d’usage sont valo­ri­sés sous forme éner­gé­tique. « C’est une situa­tion typi­que­ment fran­çaise, on n’observe pas les mêmes ten­dances dans d’autres pays d’Europe, détaille Jean-Phi­lippe Faure. Mais elle est ponc­tuelle et liée aux récentes régle­men­ta­tions euro­péennes, visant l’interdiction de l’incorporation de micro­plas­tiques et de l’usage de gra­nu­lats de caou­tchouc dans les ter­rains de sport syn­thé­tiques. »

Autre obs­tacle au recy­clage : les débou­chés pos­sibles. « Il faut valo­ri­ser le gise­ment de pneus usa­gés d’une manière ou d’une autre : or, les besoins des cimen­te­ries en valo­ri­sa­tion éner­gé­tique per­mettent d’absorber des volumes impor­tants, com­mente Ludo­vic Mou­lin. Il faut créer des voies de valo­ri­sa­tion matière néces­si­tant des volumes impor­tants, et donc avec suf­fi­sam­ment de valeur ajou­tée. » Le dur­cis­se­ment de la régle­men­ta­tion pour­rait cepen­dant pous­ser la filière à aug­men­ter la part de recy­clage des pneus hors d’usage. « En 2020, la loi anti-gas­pillage a impo­sé un nou­veau dur­cis­se­ment pour la filière : les acteurs doivent être agréés », raconte Tho­mas Gran­din. Défi­nie par un décret et un arrê­té en 20236, cette obli­ga­tion fixe un cahier des charges pour les éco-orga­nismes de la filière. Celui-ci impose des objec­tifs de recy­clage sur les pneus col­lec­tés : de 40 % en 2024 à 42 % en 2028 des quan­ti­tés de déchets col­lec­tés. « Nous consta­tons éga­le­ment un frein d’acceptabilité socié­tale, mais il n’y a aucun frein tech­nique au recy­clage », assène Jean-Phi­lippe Faure.

Objectif zéro déchets grâce à la pyrolyse

Les pneus sont consti­tués de plus de 200 maté­riaux dif­fé­rents. Mais des pro­cé­dés de sépa­ra­tion matures existent. L’objectif : iso­ler les dif­fé­rents com­po­sants pour pro­po­ser des pro­duits à haute valeur ajou­tée. « Depuis quelques années, la ten­dance est au déve­lop­pe­ment de la pyro­lyse », sou­ligne Ludo­vic Mou­lin. En chauf­fant le pneu à haute tem­pé­ra­ture et en l’absence d’oxygène, il est pos­sible de récu­pé­rer de nom­breux pro­duits : noir de car­bone, huile de pyro­lyse, ren­forts métal­liques, gaz… Encore mar­gi­nal dans de nom­breux pays, le pro­cé­dé est pour­tant la voie de valo­ri­sa­tion prin­ci­pale des pneus hors d’usage en Chine, Thaï­lande, Indo­né­sie et au Mexique, « ceci en rai­son de contraintes envi­ron­ne­men­tales insuf­fi­santes, voire inexis­tantes » pré­cise Ludo­vic Mou­lin. « Entre la crise sani­taire et la crainte des appro­vi­sion­ne­ments en matière pre­mière, l’économie cir­cu­laire prend de l’ampleur et le mar­ché s’ouvre désor­mais à ces nou­veaux pro­duits », com­mente Tho­mas Gran­din. En Europe, Miche­lin a annon­cé la créa­tion du pre­mier site de pyro­lyse avec la start-up sué­doise Envi­ro, qui doit prendre en charge 1 mil­lion de tonnes de pneus usa­gés d’ici 2030. « D’autres pro­jets sont en cours en Alle­magne (Pyrum Inno­va­tions), Espagne (L4T et Green­val Tech­no­lo­gies) ou au Royaume-Uni (Bol­der Indus­tries), énu­mère Jean-Phi­lippe Faure. Cette voie va émer­ger dans les pro­chaines années. »

Finan­cé par l’Union euro­péenne et coor­don­né par Miche­lin, le pro­jet Black Cycle7 vise à démon­trer la via­bi­li­té de l’économie cir­cu­laire pour la pyro­lyse. Le consor­tium sou­haite opti­mi­ser le pro­cé­dé. L’objectif ? Zéro déchets. Le noir de car­bone et l’huile de pyro­lyse – trans­for­mée en noir de car­bone – récu­pé­rés seront entiè­re­ment réuti­li­sés pour fabri­quer de nou­veaux pneus. D’autres pro­jets visent à explo­rer de nou­velles voies de valo­ri­sa­tion de pneus usa­gés. « Les tra­vaux publics sont la filière la plus pro­met­teuse pour l’avenir, juge Jean-Phi­lippe Faure. Il y a par exemple des besoins pour de nou­veaux rem­blais, capables d’amortir, d’être légers et souples. » Les pneus recy­clés pour­raient même être incor­po­rés à la chaus­sée grâce à un mélange de gra­nu­lats de béton recy­clé et de gra­nu­lats de caou­tchouc8.

En France, le labo­ra­toire com­mun des maté­riaux avan­cés recy­clés par vapo­ther­mo­lyse (Mar­va­pol) tra­vaille éga­le­ment sur la créa­tion de nou­veaux pro­duits pour valo­ri­ser le gise­ment de pneus usa­gés. « La vapo­ther­mo­lyse est un pro­cé­dé de sépa­ra­tion ther­mo­chi­mique, à la fron­tière entre la pyro­lyse et la sol­vo­lyse [ndlr : pro­cé­dé de dis­so­lu­tion uti­li­sant un sol­vant], explique Ludo­vic Mou­lin. Nous uti­li­sons de la vapeur d’eau sur­chauf­fée à pres­sion ambiante pour sépa­rer les charges de ren­fort du caou­tchouc. » L’intérêt de la vapo­ther­mo­lyse ? Ce pro­cé­dé de sépa­ra­tion pro­duit du noir de car­bone recy­clé aux pro­prié­tés dif­fé­rentes qui inté­ressent les indus­triels. « L’huile en sor­tie est aus­si valo­ri­sée en matière, c’est un pro­duit qui inté­resse désor­mais l’industrie chi­mique », com­mente Ludo­vic Mou­lin. À l’avenir, une plé­thore de pos­si­bi­li­tés s’ouvre pour le recy­clage des pneus.

Anaïs Marechal
1In Exten­so Inno­va­tion Crois­sance, Venice GRAF, Sarah PÉRENNÈS, Louise ROUQUETTE. ADEME, Tho­mas GRANDIN. Sep­tembre 2022. Pneu­ma­tiques – Don­nées 2021 – Rap­port annuel – 56 pages
2Le taux de col­lecte cor­res­pond au rap­port entre le ton­nage col­lec­té et le ton­nage mis sur le mar­ché l’année pré­cé­dente. La crise du Covid, qui a bous­cu­lé le mar­ché, explique cette valeur supé­rieure à 100%.
3Glo­bal ELT Mana­ge­ment – A glo­bal state of know­ledge on col­lec­tion rates, reco­ve­ry routes, and mana­ge­ment methods, Janua­ry 2018. Publi­shed June 2018.
4Ana­lyse du Cycle de Vie de neuf voies de valo­ri­sa­tion des PUNR Docu­ment de réfé­rence – Publi­ca­tion juin 2010 – R&D Alia­pur ©
5https://www.legifrance.gouv.fr/codes/section_lc/LEGITEXT000006074220/LEGISCTA000006176999/2016–08-12?dateVersion=12/08/2016&nomCode=EEFtyw%3D%3D&page=1&query=R.543–137&searchField=ALL&tab_selection=code&typeRecherche=date&anchor=LEGIARTI000031090417#LEGIARTI000031090417
6https://​www​.legi​france​.gouv​.fr/​j​o​r​f​/​i​d​/​J​O​R​F​T​E​X​T​0​0​0​0​4​7​7​92950
7Site inter­net consul­té le 25/10/2023 : https://​bla​ck​cycle​-pro​ject​.eu
8https://​doi​.org/​1​0​.​1​0​1​6​/​j​.​c​o​n​b​u​i​l​d​m​a​t​.​2​0​2​0​.​1​20266

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