Magazine Finstral F_04
Frame Reframe : 180 pages d’entretiens, d’essais et d’opinions sur des sujets importants dans le domaine de l’architecture.
PVC.
À circuit fermé.
1. Fabrication
Le PVC (polychlorure de vinyle) est fabriqué à partir de deux matières premières principales : le chlore, extrait du sel, et l’éthylène, pouvant provenir de matières premières fossiles, de bioéthylène, ou du recyclage chimique. Ces substances réagissent pour former du chlorure de vinyle monomère (CVM) qui est ensuite polymérisé pour devenir du PVC. La fabrication d'une tonne de PVC à partir de ressources fossiles génère 1,9–2,6 tonnes de CO2 – selon la source d’électricité et les produits intermédiaires utilisés. En plus de l’électricité, de l’énergie thermique est nécessaire, notamment pour le processus de craquage et de séchage.
2. Opportunités
Longévité : le PVC présente une bonne résistance à l’épreuve du temps, ce qui constitue un important critère de durabilité.
Recyclage mécanique : les déchets de PVC sont broyés, nettoyés et transformés en granulés ou en poudre, sans en modifier la structure. Énergétiquement sobre et relativement peu coûteux, ce processus préserve les qualités du matériau, ce qui en fait une solution idéale pour le recyclage des chutes de production ou d'anciennes fenêtres. Il est en revanche moins indiqué lorsque le matériau est impur ou contient des substances étrangères et des plastifiants.
Recyclage chimique : cette méthode consiste à décomposer le PVC en ses composants d’origine par un procédé chimique. Elle permet d'obtenir des matières premières (p. ex. l’éthylène) aux qualités équivalentes à celles de départ. Les défis de cette méthode très énergivore résident en la séparation du chlore et les restrictions réglementaires à l'utilisation des matériaux recyclés (cf. principe du bilan de masse)
Bioéthylène : alternative durable et chimiquement identique à l’éthylène fossile, il est obtenu à partir d'huile de colza ou de résidus tels que l'huile de friture. L’emploi de bioéthylène pour la fabrication de PVC permet de réduire l’empreinte carbone de plus de 60 %.
Défossilisation : l’utilisation de matières premières biosourcées comme le bioéthyène issu de résidus organiques ou le carbone provenant de capture de CO2 constitue une alternative durable au carbone d’origine fossile. Le PVC pourrait donc à l’avenir devenir un vecteur de stockage du CO2.
Le CO2 comme matière première (Carbon Capture and Utilization, CCU) : en alternative à l'utilisation du pétrole, le CO2 émis dans les gaz d’échappement industriels ou directement dans l’atmosphère pourrait à l'avenir être transformé en source de carbone. Grâce à différents procédés de conversion chimiques, ce CO2 est transformé en éthylène, composant essentiel pour la fabrication du PVC. A long terme le PVC pourrait devenir climatiquement neutre, voire même climatiquement positif.
Principe du bilan de masse : il permet de combiner des matières premières de qualité équivalente mais d’origines différentes (fossile, biosourcée, recyclée) et de les comptabiliser dans le produit fini, même si elles sont physiquement indicernables. Ce principe, déjà appliqué dans le secteur de l’électricité pour comptabiliser la part d’énergies renouvelables dans le mix énergétique, pourrait – s’il était autorisé pour l’éthylène, changer vraiment la donne pour la fabrication du PVC.
3. Défis
Problèmes techniques liés au recyclage : pour que la qualité du PVC ne diminue pas au fil des recyclages (downcycling), celui-ci doit être parfaitement pur. Le procédé de coextrusion qui permet de mélanger des PVC de qualités différentes complique considérablement son recyclage. Sa contamination par certaines substances telles que le plomb pose également problème. S’il est vrai que l'industrie européenne du PVC n’utilise plus le plomb comme stabilisateur depuis 2015, des produits plus anciens ou des menuiseries neuves fabriquées à partir d’éléments recyclés peuvent en contenir.
Coûts élevés : le bioéthylène est jusqu'à trois fois plus cher que l’éthylène fossile.
Incertitudes réglementaires : le manque d’harmonisation réglementaire autour du principe du bilan de masse freine le déploiement des stratégies de recyclage. L’UE étudie actuellement différentes approches faisant appel aux labels ISCC+ ou REDcert pour certifier la part de matières recyclées dans les produits. Une autre incertitude concerne la possibilité de comptabiliser le recyclage chimique dans les quotas de matières recyclées.
Focus sur les quotas de recyclage et non sur la réduction du CO2 : la législation actuelle mise sur des quotas de recyclage fixes. Un système basé sur l’empreinte carbone pourrait encourager des stratégies de réduction des émissions de CO2 plus innovantes et plus ouvertes sur le plan technologique.
Choisir la bonne source d’énergie : la fabrication du PVC est très énergivore. Rien que l’électrolyse du chlore nécessite 2,5–3,5 MWh d’électricité par tonne. L’utilisation d’énergies renouvelables représente donc un enjeu essentiel.
Émissions indirectes : au-delà des émissions directes de CO2, comme celles générées par l’électrolyse du chlore, il faut tenir compte des émissions indirectes liées aux processus, au transport et à l’utilisation d’additifs.
4. Scénario optimiste pour 2050
Calcul uniforme du bilan carbone au sein de l’UE : le choix des matériaux ne se fait plus sur la base des quotas de recyclage, mais sur leur empreinte climatique effective.
Recyclage à circuit fermé : les techniques de recyclage mécanique et chimique sont utilisées en synergie : un déchet PVC pur est donc recyclé sans perte de qualité à travers un processus mécanique, tandis que tous les autres sont soumis à des processus de recyclage chimique.
Production décarbonisée : les matières premières fossiles sont remplacées par de l’éthylène biosourcé, des technologies CCU et des recyclages chimiques.
Stockage du CO2 par le PVC : il est possible de stocker à long terme le CO2 présent dans l’atmosphère dans les polymères. La production de PVC aurait alors un impact positif sur le climat.
Autonomie énergétique : la production de PVC est entièrement alimentée par des énergies renouvelables. Certains processus énergivores comme la capture du carbone deviennent envisageables grâce à l’énergie verte à bas prix.
Recyclage sans fin : en combinant recyclage mécanique et chimique, les produits PVC restent dans l'économie circulaire sans perdre en qualité.
Le PVC (polychlorure de vinyle) est fabriqué à partir de deux matières premières principales : le chlore, extrait du sel, et l’éthylène, pouvant provenir de matières premières fossiles, de bioéthylène, ou du recyclage chimique. Ces substances réagissent pour former du chlorure de vinyle monomère (CVM) qui est ensuite polymérisé pour devenir du PVC. La fabrication d'une tonne de PVC à partir de ressources fossiles génère 1,9–2,6 tonnes de CO2 – selon la source d’électricité et les produits intermédiaires utilisés. En plus de l’électricité, de l’énergie thermique est nécessaire, notamment pour le processus de craquage et de séchage.
2. Opportunités
Longévité : le PVC présente une bonne résistance à l’épreuve du temps, ce qui constitue un important critère de durabilité.
Recyclage mécanique : les déchets de PVC sont broyés, nettoyés et transformés en granulés ou en poudre, sans en modifier la structure. Énergétiquement sobre et relativement peu coûteux, ce processus préserve les qualités du matériau, ce qui en fait une solution idéale pour le recyclage des chutes de production ou d'anciennes fenêtres. Il est en revanche moins indiqué lorsque le matériau est impur ou contient des substances étrangères et des plastifiants.
Recyclage chimique : cette méthode consiste à décomposer le PVC en ses composants d’origine par un procédé chimique. Elle permet d'obtenir des matières premières (p. ex. l’éthylène) aux qualités équivalentes à celles de départ. Les défis de cette méthode très énergivore résident en la séparation du chlore et les restrictions réglementaires à l'utilisation des matériaux recyclés (cf. principe du bilan de masse)
Bioéthylène : alternative durable et chimiquement identique à l’éthylène fossile, il est obtenu à partir d'huile de colza ou de résidus tels que l'huile de friture. L’emploi de bioéthylène pour la fabrication de PVC permet de réduire l’empreinte carbone de plus de 60 %.
Défossilisation : l’utilisation de matières premières biosourcées comme le bioéthyène issu de résidus organiques ou le carbone provenant de capture de CO2 constitue une alternative durable au carbone d’origine fossile. Le PVC pourrait donc à l’avenir devenir un vecteur de stockage du CO2.
Le CO2 comme matière première (Carbon Capture and Utilization, CCU) : en alternative à l'utilisation du pétrole, le CO2 émis dans les gaz d’échappement industriels ou directement dans l’atmosphère pourrait à l'avenir être transformé en source de carbone. Grâce à différents procédés de conversion chimiques, ce CO2 est transformé en éthylène, composant essentiel pour la fabrication du PVC. A long terme le PVC pourrait devenir climatiquement neutre, voire même climatiquement positif.
Principe du bilan de masse : il permet de combiner des matières premières de qualité équivalente mais d’origines différentes (fossile, biosourcée, recyclée) et de les comptabiliser dans le produit fini, même si elles sont physiquement indicernables. Ce principe, déjà appliqué dans le secteur de l’électricité pour comptabiliser la part d’énergies renouvelables dans le mix énergétique, pourrait – s’il était autorisé pour l’éthylène, changer vraiment la donne pour la fabrication du PVC.
3. Défis
Problèmes techniques liés au recyclage : pour que la qualité du PVC ne diminue pas au fil des recyclages (downcycling), celui-ci doit être parfaitement pur. Le procédé de coextrusion qui permet de mélanger des PVC de qualités différentes complique considérablement son recyclage. Sa contamination par certaines substances telles que le plomb pose également problème. S’il est vrai que l'industrie européenne du PVC n’utilise plus le plomb comme stabilisateur depuis 2015, des produits plus anciens ou des menuiseries neuves fabriquées à partir d’éléments recyclés peuvent en contenir.
Coûts élevés : le bioéthylène est jusqu'à trois fois plus cher que l’éthylène fossile.
Incertitudes réglementaires : le manque d’harmonisation réglementaire autour du principe du bilan de masse freine le déploiement des stratégies de recyclage. L’UE étudie actuellement différentes approches faisant appel aux labels ISCC+ ou REDcert pour certifier la part de matières recyclées dans les produits. Une autre incertitude concerne la possibilité de comptabiliser le recyclage chimique dans les quotas de matières recyclées.
Focus sur les quotas de recyclage et non sur la réduction du CO2 : la législation actuelle mise sur des quotas de recyclage fixes. Un système basé sur l’empreinte carbone pourrait encourager des stratégies de réduction des émissions de CO2 plus innovantes et plus ouvertes sur le plan technologique.
Choisir la bonne source d’énergie : la fabrication du PVC est très énergivore. Rien que l’électrolyse du chlore nécessite 2,5–3,5 MWh d’électricité par tonne. L’utilisation d’énergies renouvelables représente donc un enjeu essentiel.
Émissions indirectes : au-delà des émissions directes de CO2, comme celles générées par l’électrolyse du chlore, il faut tenir compte des émissions indirectes liées aux processus, au transport et à l’utilisation d’additifs.
4. Scénario optimiste pour 2050
Calcul uniforme du bilan carbone au sein de l’UE : le choix des matériaux ne se fait plus sur la base des quotas de recyclage, mais sur leur empreinte climatique effective.
Recyclage à circuit fermé : les techniques de recyclage mécanique et chimique sont utilisées en synergie : un déchet PVC pur est donc recyclé sans perte de qualité à travers un processus mécanique, tandis que tous les autres sont soumis à des processus de recyclage chimique.
Production décarbonisée : les matières premières fossiles sont remplacées par de l’éthylène biosourcé, des technologies CCU et des recyclages chimiques.
Stockage du CO2 par le PVC : il est possible de stocker à long terme le CO2 présent dans l’atmosphère dans les polymères. La production de PVC aurait alors un impact positif sur le climat.
Autonomie énergétique : la production de PVC est entièrement alimentée par des énergies renouvelables. Certains processus énergivores comme la capture du carbone deviennent envisageables grâce à l’énergie verte à bas prix.
Recyclage sans fin : en combinant recyclage mécanique et chimique, les produits PVC restent dans l'économie circulaire sans perdre en qualité.
À circuit fermé.
La durabilité passe nécessairement par un usage raisonné des matériaux en évitant les déchets. Un principe qui s’applique aussi aux fabricants de fenêtres. Un échange circulaire avec les principaux fournisseurs de Finstral.
