À première vue, le site industriel tentaculaire, couvrant environ 900 acres à Kingsport, au Tennessee, semble être juste une autre installation de fabrication de produits chimiques. Il y a des centaines de bâtiments et d’innombrables kilomètres de tuyaux, convoyeurs, distillateurs, tours de refroidissement, vannes, pompes, compresseurs et commandes. Il ne semble pas ou ne se sent pas particulièrement remarquable.
Mais quelque chose d’extraordinaire se passe dans cette usine chimique d’Eastman: deux processus révolutionnaires pour transformer les déchets plastiques de toutes sortes en nouveaux plastiques, en continu, sans perte de qualité.
L’an dernier, l’entreprise a annoncé deux initiatives majeures:
- Technologie de renouvellement du carbone, ou CRT, qui décompose les matières premières en plastique usagées au niveau moléculaire avant de les utiliser comme blocs de construction pour produire une large gamme de matériaux et d’emballages. La société affirme que cela permet aux déchets plastiques d’être recyclés un nombre infini de fois sans dégradation de la qualité.
- Technologie de renouvellement du polyester, ou PRT, qui consiste à extraire les déchets de polyesters des décharges et d’autres flux de déchets et à les transformer en matière première qui, selon la société, ne se distingue pas du polyester produit à partir de matières premières fossiles.
Avec CRT et PRT, les plastiques difficiles à recycler peuvent être recyclés un nombre infini de fois, dit Eastman, créant des produits qui peuvent revendiquer des niveaux élevés de contenu recyclé certifié – une véritable boucle fermée.
Les deux technologies sont ou seront sur le marché, il est donc trop tôt pour les qualifier de succès. Pourtant, ils représentent l’histoire d’une ancienne entreprise industrielle qui cherche à se réinventer en s’attaquant simultanément à la crise climatique, au fléau des déchets plastiques et à la nécessité d’accélérer l’efficacité des ressources pour répondre aux besoins matériels de 10 milliards de personnes d’ici le milieu du siècle.
Si cela fonctionne, cette icône d’entreprise à l’ancienne pourrait se révéler un chef de file dans l’économie circulaire émergente.
Réaction chimique
Eastman, qui célèbre son centenaire cette année, a été fondée par George Eastman, l’entrepreneur qui, à la fin des années 1880, a fondé la Eastman Kodak Company. (« Kodak » était un mot inventé qu’il a ajouté à son nom de famille.) En chemin, il a démocratisé presque à lui seul la photographie (et a engendré d’innombrables « Moments Kodak ») grâce à la production d’appareils photo, de films, de produits chimiques et de produits et services connexes par la société.
En 1920, au lendemain de la Première Guerre mondiale, la société d’Eastman souffrait d’une pénurie de matières premières, y compris du papier photographique, du verre optique et de la gélatine, et de nombreux produits chimiques – tels que le méthanol, l’acide acétique et l’acétone – nécessaires pour produire et traiter les pellicules et impressions. Il a déterminé que garantir l’avenir de son entreprise nécessiterait l’autonomie. Il partit à la recherche d’un emplacement approprié pour une installation de production chimique détenue et exploitée par Kodak.
Si cela fonctionne, cette icône d’entreprise à l’ancienne pourrait se révéler un chef de file dans l’économie circulaire émergente.
Kingsport s’est avéré être le bon endroit, situé dans ce qu’on appelle le Mountain Empire, qui s’étend sur une partie du sud-ouest de la Virginie et des comtés montagneux du nord-est du Tennessee. Il avait facilement accès à deux produits essentiels à Kodak: la fibre de bois pour fabriquer la cellulose, le matériau clé du film photographique; et le charbon, qui alimentait ses chaudières pour produire de la vapeur et de l’électricité, et plus tard serait utilisé pour produire du gaz synthétique – du gaz de synthèse – pour créer les produits chimiques acétyliques nécessaires à la fabrication de films, de plastiques et de textiles.
À partir de ces deux matières premières, Eastman Chemical, une filiale de Kodak, a grandi pour devenir une puissance économique dans le Mountain Empire, se développant dans son propre empire de plus de 50 sites de fabrication dans le monde.
L’entreprise s’est adaptée aux temps changeants et a prospéré. À la fin des années 1920, par exemple, la demande de films de cinéma maison et le besoin croissant de films radiographiques ont conduit Eastman Chemical à produire de l’anhydride acétique, le matériau de base des émulsions photographiques. Dans les années 30, l’entreprise se tourne vers la production d’acétate de cellulose pour fabriquer des fibres textiles. Le boom automobile des années 40 et 50 a conduit Eastman à produire des produits chimiques et des matériaux essentiels à la conception et à la production automobile. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le site de Kingsport a été utilisé pour fabriquer le RDX, un explosif puissant – un million et demi de livres par jour, à son apogée. À la fin de la Seconde Guerre mondiale, Eastman gérait un projet de production d’uranium enrichi pour le projet Manhattan. Après la guerre, les fibres de polyester pour textiles et autres produits sont devenues et restent un secteur d’activité important.
George Eastman n’a pas vécu pour voir une grande partie du succès qu’il a catalysé. Il mourut en 1932 par suicide, une seule balle au cœur.
Dans les années 1990, l’activité photographique de Kodak s’est assombrie avec l’avènement des appareils photo numériques – la société a été lente à s’adapter et a été écrasée par des concurrents plus agiles – et la société a abandonné sa division chimique en 1994 pour aider à rembourser la dette. (Eastman, la société, a supprimé le terme « produit chimique » de sa marque, mais pas de son nom légalement incorporé.)
Les dernières innovations d’Eastman, ainsi que son pivot pour placer le développement durable au cœur de sa stratégie, ont été dynamisés par son président-directeur général actuel, Mark Costa. Ancien consultant en gestion – Eastman était l’un de ses clients – et brandissant des diplômes de Berkeley et de Harvard, Costa a rejoint la société en 2006 pour diriger la stratégie, le marketing et le développement des affaires avant de monter au bureau du coin en 2014. Sous sa direction, la société a accéléré sa transformation de produits chimiques en matériaux spéciaux.
« Lorsque nous sommes sortis de la grande récession en 2009 et que nous commencions à penser à notre portefeuille d’innovation, nous pensions déjà à la durabilité de manière très sérieuse », m’a dit Costa au cours d’un déjeuner dans son bureau début mars, avec une vue panoramique. d’une réserve naturelle et d’un parc cédés par Eastman à la ville de Kingsport. « Nous savions que l’économie circulaire et être beaucoup plus efficace avec le carbone était une bonne idée. »
PDG d’Eastman Mark Costa (Photo gracieuseté d’Eastman)
« Cette idée de circularité n’est pas nouvelle pour nous », a-t-il ajouté. « Dans toute notre innovation – j’avais la responsabilité du portefeuille de l’innovation depuis 2009 – nous avions besoin que tout ce que nous faisions soit lié à un moteur de développement durable. À l’époque. »
Plastique sur plastique
Les deux nouvelles technologies de « renouvellement » d’Eastman sont, dans une certaine mesure, des extensions naturelles de produits et services qui font depuis longtemps partie de la boîte à outils d’Eastman. Désormais, réorientés et modifiés pour une ère de durabilité et de circularité, ils positionnent l’entreprise pour s’attaquer à l’un des Saint Graal de l’économie circulaire: reconvertir les déchets plastiques en nouveau plastique avec les mêmes caractéristiques de performance et de qualité.
L’attention croissante accordée au problème mondial des déchets plastiques a mis en lumière de nombreux défis sérieux de la collecte, du tri et du recyclage du plastique en nouveau plastique dans une boucle fermée en continu.
Pour commencer, seuls quelques types de plastiques sont régulièrement collectés et recyclés, en fonction des infrastructures disponibles et de la demande du marché: PET et HDPE – n ° 1 et 2, respectivement, dans le Codes d’identification de résine SPI développé à la fin des années 80 par la Society of the Plastics Industry. La plupart des autres – SPI n ° 3 à 7 – sont techniquement possibles à recycler mais manquent à la fois d’infrastructures et de marchés dans la plupart des endroits.
Le pire est la montagne croissante d’emballages multi-matériaux – couches sur couches de polymères mélangés, papiers, stratifiés et feuilles – sous la forme de boîtes à jus, de paquets de ketchup, de tubes de dentifrice et d’innombrables autres choses. Ces matériaux Franken sont un nonstarter pour la plupart des systèmes de recyclage modernes. Le mieux que l’on puisse espérer est qu’ils soient recyclés en un produit durable – par exemple, du gazon artificiel, des meubles en plastique ou une pale de ventilateur d’automobile – qui lui-même finira par s’user, finissant par devenir des déchets non recyclables dans une décharge. Mais seule une infime fraction de ces plastiques s’échappe des décharges comme lieu de repos final.
La capacité d’Eastman à transformer tous les plastiques en leurs molécules constitutives pourrait changer la donne.
Le tri de tous ces plastiques est un autre problème. Même si les plastiques 3 à 7 étaient facilement recyclables, garder différents types de polymères séparés les uns des autres est une tâche très laborieuse, en supposant que l’infrastructure était même là pour le gérer. Et compte tenu du prix historiquement bas du pétrole, même avant le récent effondrement du marché, le plastique recyclé reste non compétitif pour la vierge pour de nombreuses applications. Ces produits pétrochimiques sont tout simplement trop bon marché.
Ainsi, la capacité d’Eastman à transformer tous les déchets plastiques en leurs molécules constitutives et à les utiliser à nouveau de manière productive pourrait changer la donne.
Une amorce
Il existe deux méthodes de base pour recycler les plastiques: mécanique et chimique. Le premier est le plus couramment utilisé avec des bouteilles de soda (PET) et des cruches à lait (HDPE) – plastiques 1 et 2, respectivement. Il s’agit de broyer, laver, séparer, sécher, regranuler et mélanger les déchets plastiques pour créer de nouvelles matières premières.
Le recyclage mécanique peut être rentable mais présente des limites et des inconvénients: le procédé est intensif en chaleur – et donc en énergie et en carbone – et produit des polluants atmosphériques. La contamination par la nourriture et d’autres matières étrangères est un autre problème qui gomme littéralement les travaux. Et une fois que le plastique a été recyclé mécaniquement une fois, il est rarement adapté à un autre cycle de recyclage. Cela signifie que le matériau recyclé finira par se retrouver dans les flux de déchets.
Et il y a des limites physiques à la façon dont les plastiques recyclés produits par des méthodes mécaniques peuvent être utilisés dans la fabrication. « Vous ne pouvez obtenir que peut-être jusqu’à 50% de contenu recyclé dans une bouteille mécanique, où vous commencez vraiment à obtenir un produit assez laid et toutes sortes d’autres problèmes de performances », a déclaré Costa. « Donc, il va y avoir une sorte de limitation des performances de qualité. »
Une alternative est le recyclage chimique, une technologie qui existe depuis les années 1950 mais qui est devenue le centre de l’investissement et de l’innovation croissants à mesure que l’économie circulaire a pris de l’ampleur. Les fabricants de plastique, dont BP et Dow, et les sociétés de produits de consommation tels que Coca-Cola, Danone et Unilever, testent ou investissent des dizaines de millions de dollars dans la technologie, selon le Wall Street Journal.
Dans le recyclage chimique, la dépolymérisation décompose les plastiques en leurs matières premières pour les reconvertir en nouveaux polymères. La pyrolyse – le chauffage d’une matière organique en l’absence d’oxygène – peut transformer les déchets plastiques mélangés en naphta, qui peut être reconverti en pétrochimie et en plastique.
Avec seulement environ 9% des plus de 400 millions de tonnes de déchets plastiques produits dans le monde chaque année actuellement recyclés, selon U.N. Environment, qui laisse les 90 pour cent restants comme matière première potentielle.
Il y a un gros potentiel ici, selon un rapport 2019 de l’American Chemistry Council. Il a constaté que s’il était largement adopté, le recyclage chimique – qu’il appelle «recyclage et récupération avancés du plastique» – pourrait créer près de 40 000 emplois directs et indirects aux États-Unis, jusqu’à 2,2 milliards de dollars en masse salariale annuelle et 9,9 milliards de dollars en production économique directe et indirecte. .
Appel sur le tapis
Les technologies de renouvellement du carbone et de renouvellement du polyester d’Eastman sont des formes de recyclage chimique. Mais ils ne visent pas simplement à remplacer le recyclage mécanique. Pour les plastiques PET et HDPE, le recyclage mécanique est déjà raisonnablement efficace, créant des flux de matériaux recyclés qui se sont avérés compétitifs sur de nombreux marchés.
« Nous ne voulons pas rivaliser avec ça », a déclaré Costa. « Franchement, sa valeur est trop élevée. Du point de vue de la durabilité, vous ne devriez pas y toucher. »
De plus, il y a une opportunité beaucoup plus grande. Selon Eastman, la technologie de renouvellement du polyester d’Eastman est un processus de recyclage chimique spécifiquement destiné aux déchets de polyester, qui produit des matériaux de type vierge, même à partir de PET coloré. Le processus consiste à utiliser la glycolyse – la décomposition du PET par l’éthylène glycol – pour démonter le PET résiduel en ses éléments constitutifs fondamentaux. Ces blocs de construction peuvent ensuite être réassemblés pour produire de nouveaux polyesters avec des niveaux élevés de contenu recyclé.
Dans sa recherche de déchets plastiques, Eastman peut facilement renoncer à exploiter les marchés du recyclage des bouteilles d’eau et de soda en plastique. Il existe de nombreuses autres sources de déchets de polyester – des tapis par exemple.
Dans une initiative récente, Eastman a établi un partenariat avec Polymères circulaires, une entreprise qui récupère les produits post-consommation pour le recyclage. Circular Polymers collecte et densifie le PET qu’il récupère des déchets de moquette. Elle convertit ensuite les déchets de PET en granulés, qui sont expédiés par chemin de fer de son usine de Californie à Eastman au Tennessee. Eastman utilise son procédé CRT pour transformer les granulés en nouveaux matériaux avec un contenu recyclé certifié. Ces matériaux se retrouvent dans les textiles, les emballages pour les cosmétiques et les produits de soins personnels, et les montures de lunettes.
Costa dit qu’Eastman pourrait détourner des millions de livres de tapis par an grâce à des partenariats comme celui-ci, bien que cela ne soit encore qu’une fraction des plus de 3 milliards de livres de tapis envoyés aux décharges en 2018, juste aux États-Unis, selon Effort de récupération de Carpet America, un groupe industriel.
Et ce n’est pas seulement du polyester. Eastman voit des opportunités potentiellement illimitées dans tous les autres types de déchets plastiques – en particulier les choses difficiles à recycler, du point de vue des coûts et de la logistique, y compris ceux redoutés des matériaux Franken. L’objectif de l’entreprise est d’exploiter la valeur des molécules de carbone contenues dans ces déchets et de les remettre en utilisation productive sous forme de plastiques neufs.
Costa a déclaré: « S’il existe un moyen de réintroduire du carbone dans les produits qui soit meilleur que l’approche basée sur les combustibles fossiles de l’économie linéaire, nous devrions le faire, non? Je veux dire, ce n’est pas compliqué. »
Avant-gardiste
L’objectif d’Eastman est de remplacer ses matériaux de «renouvellement du carbone» par leurs homologues vierges partout où ils sont économiquement viables. Au-delà de la pure économie, Costa m’a décrit les trois critères d’Eastman pour déterminer quand il est judicieux, d’un point de vue commercial et écologique, de recycler les déchets plastiques. Premièrement, les déchets doivent retourner dans les produits – ne pas être incinérés ou brûlés pour produire de l’énergie. Deuxièmement, l’empreinte carbone du matériau recyclé doit être meilleure que son équivalent en combustible fossile, sur la base d’une analyse du cycle de vie. Et troisièmement, « les consommateurs ne devraient pas renoncer à beaucoup de leur qualité de vie. » Autrement dit, peu ou pas de compromis en termes de prix ou de performances.
Jusqu’à présent, les procédés CRT et PRT se retrouvent dans plusieurs des nombreuses marques de polymères d’Eastman, y compris Trēva, un thermoplastique à base de cellulose fabriqué à partir d’arbres, utilisé dans les applications automobiles, d’emballage et électroniques; CDA, un matériau bio-dérivé, utilisé dans des applications moulées par injection, telles que les cadres ophtalmiques et les manches d’outils; Cristal, conçu et conçu spécifiquement pour les applications d’emballage cosmétique haut de gamme; et Tritan, un plastique transparent durable utilisé pour fabriquer des bouteilles d’eau Camelbak et Nalgene, et des récipients de stockage d’aliments Rubbermaid.
Et puis il y a Naia, une fibre issue de plantations certifiées de pin et d’eucalyptus gérées durablement, largement utilisée dans l’industrie de la mode. Il s’agit essentiellement d’acétate de cellulose, le même matériau utilisé dans les films photographiques, fabriqué par Eastman à Kingsport pendant environ 100 ans. Dans ce cas, il est filé dans un fil utilisé pour fabriquer du tissu.
Naia est fabriqué selon un processus en boucle fermée, dans lequel les intrants chimiques – acide acétique et acétone – sont recyclés en continu.
Naia est fabriqué selon un processus en boucle fermée, dans lequel les intrants chimiques – acide acétique et acétone – sont continuellement recyclés. Selon les documents marketing de l’entreprise, il se compare favorablement à la soie, au coton, aux filaments de viscose et au polyester en termes d’impacts environnementaux – utilisation de l’eau, émissions climatiques, perturbation de l’écosystème – et sensation. Son fil peut être tricoté ou tissé et facilement mélangé avec d’autres fibres. Les vêtements fabriqués avec Naia sont faciles à laver à la maison par rapport à de nombreux tissus à la mode, qui nécessitent un nettoyage à sec, explique Eastman. La société affirme que Naia ne produit pas de microfibres lors du lavage.
Il y a cependant un grand défi du point de vue de la durabilité: les combustibles fossiles utilisés comme matière première pour produire le gaz de synthèse pour en faire l’un des principaux ingrédients de Naia.
Le fil textile Naia d’Eastman pour la mode. (Photo gracieuseté d’Eastman)
Eastman développe la technologie pour éliminer les combustibles fossiles de la production de Naia, en les remplaçant par des gaz dérivés de la dégradation des déchets plastiques, un processus appelé reforming, une technologie de renouvellement du carbone. Le produit résultant, Naia Renew, sera lancé cet automne. La société le décrit comme «un fil cellulosique provenant à 100% de contenu circulaire, produit à partir de 60% de fibres de bois certifiées et de 40% de matières plastiques recyclées».
Les textiles utilisés sont une autre matière première potentielle pour Naia, créant un cycle vertueux qui transforme les vêtements qui ne sont plus portables en de nouveaux. Eastman est en discussion avec les grandes marques de mode sur le potentiel des programmes de reprise dans le futur, Steve Crawford, directeur de la technologie et du développement durable d’Eastman, m’a dit lors de ma visite. « Ils pourraient ramasser les vêtements, nous les envoyer, et nous pourrions les refaire dans la même fibre pour fabriquer de nouveaux vêtements. »
Décharges minières?
Il y a encore une autre opportunité perturbatrice ici: l’extraction de décharges pour éliminer les déchets plastiques à « renouveler » par les processus d’Eastman.
L’entreprise affirme qu’elle travaille en étroite collaboration avec des sociétés de gestion des déchets pour évaluer comment créer la disponibilité de ces matières premières. « Dans le cadre de notre travail, nous nous concentrons beaucoup sur la façon dont nous nous associons, comment nous collaborons avec les parties dans cet espace », a expliqué Cathy Combs, directrice du développement durable à Eastman. « Comment créer une infrastructure capable de fournir du recyclage chimique? »
« Nous avons démontré que les nouvelles technologies de recyclage d’Eastman sont capables d’utiliser une large gamme de déchets plastiques, y compris des plastiques qui ne sont pas actuellement utilisés dans le recyclage mécanique », a ajouté Crawford. « Mais nous devrons nous associer à des acteurs clés dans les systèmes de collecte et de gestion des déchets, ainsi que dans les chaînes de valeur clés de l’utilisation finale. Nous avons également besoin de marques pour aider à créer une demande pour ces matériaux afin de devenir de précieuses sources de matières premières pour ces nouvelles technologies . «
Bien sûr, toute cette innovation se déroule au milieu d’une pandémie, sans parler de ce qui semble être une récession mondiale. Le secteur des textiles, comme la plupart des autres, a été touché par COVID-19, avec un ralentissement spectaculaire des ventes au détail mondiales entraînant une perturbation de la chaîne d’approvisionnement mondiale, des absences tout au long de la chaîne de valeur et une augmentation des stocks et des problèmes de liquidité. Mais les participants et les influenceurs de l’industrie croient que l’industrie textile émergera avec un accent accru sur la durabilité à mesure que l’industrie se reconstruira, a déclaré Jon Woods, directeur général d’Eastman des textiles et des non-tissés.
Mark Costa, pour sa part, reste optimiste quant à l’avenir de l’entreprise, notamment quant à l’impact que l’entreprise pourrait avoir à la fois au niveau local et mondial – en particulier dans le développement économique qui découle de l’exploitation des plastiques des flux de déchets locaux.
« Je pense qu’il y aura de réelles opportunités économiques, et beaucoup de création d’emplois dans les petites entreprises – ce qui est formidable pour ce pays ainsi qu’en Europe – qui vont se lancer dans ce domaine », m’a-t-il dit. « Je veux dire, les gars de la gestion des déchets le feront, et ils seront grands et à grande échelle. Mais il y a aussi beaucoup d’opportunités pour les petites entreprises locales de travailler avec les municipalités sur la façon de le faire. Et tout comme nous l’avons vu avec tapis et la façon dont ils l’ont densifié, les gens vont devenir créatifs. Une fois qu’il y a des incitations politiques et économiques, c’est ce que l’Amérique fait de mieux. «
Il va y avoir de réelles opportunités économiques, et beaucoup de création d’emplois dans les petites entreprises – ce qui est excellent pour ce pays ainsi qu’en Europe – qui vont se lancer dans ce domaine.
Costa estime que des technologies telles que le CRT et le PRT peuvent donner une nouvelle vie au recyclage des plastiques si elles peuvent améliorer considérablement son économie. « Les gars de l’aluminium n’auraient jamais réussi s’ils n’avaient pu prendre que 10 à 20 pour cent de l’aluminium et avaient dû en rejeter 80 pour cent. Je doute que vous auriez des taux de recyclage de l’aluminium élevés parce que vous ne pourriez tout simplement pas justifier l’effort. »
Et, a-t-il ajouté, une partie de la durabilité et de l’ingéniosité circulaire d’Eastman pourrait bien déteindre sur le secteur chimique assiégé.
« Tout le monde veut se concentrer sur les aspects négatifs de l’industrie chimique, et nous avons beaucoup de marge d’amélioration. Alors, comment pouvons-nous collaborer pour prendre cela au sérieux, ce que je pense que l’industrie fait beaucoup en ce moment, et résoudre le prochaine série de solutions pour améliorer l’environnement en même temps que vous améliorez la qualité de vie? C’est notre objectif ultime. C’est ce que nous nous levons chaque jour en essayant de nous concentrer sur la réalisation. «
je vous invite à Suis moi sur Twitter, abonnez-vous à ma newsletter du lundi matin, GreenBuzz, et écoutez GreenBiz 350, mon podcast hebdomadaire, co-hébergé avec Heather Clancy.
