Impact des prétraitements mécaniques et thermochimiques sur l’amélioration de la méthanisation du poly(acide lactique)

L’intégration de plastiques biodégradables tels que l’acide polylactique (PLA) dans les procédés de méthanisation demeure limitée en raison de leur très faible vitesse de biodégradation.

Le recours à des prétraitements physiques ou chimiques apparaît comme une stratégie prometteuse pour améliorer leur solubilisation et leur conversion en méthane.

Cette étude vise à évaluer l’effet de différents prétraitements, mécaniques, thermiques, thermo-acides et thermo-alcalins, sur la solubilisation et la biodégradabilité du PLA en méthanisation. Les performances ont été mesurées à travers des tests de potentiel méthanogène (BMP) afin de quantifier la production de méthane, et la solubilisation du polymère a été déterminée en fonction des conditions du prétraitement (température, durée et concentration en acide ou base).

Le prétraitement mécanique a amélioré la cinétique de biodégradation sans modifier le potentiel méthanogène ultime (430–461 NL CH₄ kg⁻¹ VS). Les prétraitements thermique et thermo-acide ont montré des comportements similaires, avec une solubilisation significative (> 60 %) uniquement à haute température (120–150 °C), tandis qu’une solubilisation négligeable (1–6 %) était observée à 70–90 °C après 48 h. En revanche, le prétraitement thermo-alcalin a fortement augmenté la solubilisation même à basse température. Avec 5 % (m/v) de Ca(OH)₂, des potentiels méthanogènes comparables (325–390 NL CH₄ kg⁻¹ VS) ont été obtenus pour différentes combinaisons temps–température.

La réduction de la concentration en agent alcalin a montré que 2,5 % (m/v) était suffisant pour atteindre des rendements élevés de biodégradation, avec des taux de 73 % et 68 % à 70 °C et 90 °C après 48 h, respectivement. Enfin, une forte corrélation (R² = 0,90) a été mise en évidence entre la solubilisation du PLA et sa biodégradation. Ces résultats démontrent que le prétraitement thermo-alcalin constitue une stratégie efficace pour améliorer la valorisation du PLA en méthanisation.