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Editeur du site Innovation Technologique – 31/05/2022

Dégradation enzymatique du plastique

Des chimistes allemands ont découvert une enzyme très efficace qui décompose le PET, l’un des plastiques les plus utilisés au monde, en un temps record.

Christian Sonnendecker et ses collègues de l’Université de Leipzig ont identifié l’enzyme, ainsi que plusieurs autres, dans un tas de compost.

L’enzyme mangeuse de plastique pourrait permettre le recyclage biologique du PET (polyéthylène téréphtalate) beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant. On lui a donné le nom de PHL7, acronyme de polyester hydrolase, la septième enzyme trouvée par l’équipe.

Les bactéries utilisent naturellement des enzymes pour décomposer les parties de la plante et se nourrir. On sait également depuis un certain temps que certaines enzymes, appelées hydrolases de clivage du polyester, peuvent également décomposer les plastiques. Par exemple, l’enzyme LCC découverte par des chercheurs japonais est considérée comme un « mangeur de plastique » particulièrement efficace – il existe également des champignons qui décomposent le PET.

Dégradation record du PET

Ce qui distingue la nouvelle enzyme désormais identifiée, c’est sa rapidité d’action.

Dans les expériences, les chercheurs ont ajouté du PET à des conteneurs avec une solution aqueuse contenant le PHL7 nouvellement identifié ou le LCC bien connu, l’ancien leader de la dégradation du PET. Ils ont ensuite mesuré la quantité de plastique qui s’était décomposé en un certain temps et ont comparé les valeurs.

Résultat : en 16 heures, PHL7 a provoqué la décomposition du PET à 90 % ; dans le même temps, LCC a atteint une dégradation de seulement la moitié de cela, 45%.

« Par conséquent, notre enzyme est deux fois plus active que l’étalon-or parmi les hydrolases de clivage de polyester », a souligné Sonnendecker. « PHL7, par exemple, a cassé un récipient en plastique – du genre utilisé pour vendre du raisin dans les supermarchés – en moins de 24 heures. »

Les chercheurs ont découvert qu’un seul bloc de construction enzymatique est responsable de cette activité supérieure à la moyenne. Là où d’autres hydrolases de clivage de polyester précédemment connues contiennent un fragment phénylalanine, PHL7 a une leucine. « L’analyse structurelle de l’enzyme a indiqué que la leucine en position 210 contribuait à l’activité hydrolytique élevée du PET par rapport aux autres hydrolases de polyester », explique l’équipe.

Montage expérimental pour la décomposition d’emballages en PET.
[Imagem: Christian Sonnendecker]

recyclage biologique

Le recyclage biologique du PET présente des avantages par rapport aux méthodes de recyclage conventionnelles, qui reposent principalement sur des procédés thermiques, où les déchets plastiques sont fondus pour être réutilisés. Ces processus sont très énergivores et la qualité du plastique diminue à chaque cycle de recyclage.

Les enzymes, en revanche, n’ont besoin que d’un environnement aqueux et d’une température de 65 à 70 degrés Celsius pour faire leur travail. Un autre avantage est que le PET se décompose en ses composants acide téréphtalique et éthylène glycol, qui peuvent être réutilisés pour produire un nouveau PET, sans perte de qualité, résultant en une boucle fermée. Jusqu’à présent, cependant, le recyclage biologique du PET n’a été testé que par une usine pilote en France.

L’équipe allemande mène actuellement des expériences sur la décomposition des bouteilles en PET à l’aide de l’enzyme – par rapport aux fruits et autres emballages, généralement « cristallins », les bouteilles en PET contiennent des additifs qui compliquent la décomposition.

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