La mise en service par TotalEnergies à Grandpuits d'une usine de recyclage chimique d'un nouveau genre constitue une première en France. L'expérimentation pourrait ouvrir la voie au développement de toute une filière nouvelle de recyclage des plastiques.
Ce mardi 17 mars en fin de matinée, sous un soleil printanier, Guillaume Alliot, le directeur de la plateforme de TotalEnergies à Grandpuits (Seine-et-Marne), a dit aux journalistes la fierté ressentie pour toutes les équipes qui ont contribué à cette aventure industrielle. Une satisfaction qui a culminé le 3 mars dernier lors du départ du premier camion chargé de Tacoil. Cette huile de pyrolyse est produite sur le site de cette ancienne raffinerie de pétrole, à partir de déchets plastiques acheminés par Paprec, spécialiste du tri, dans le cadre d’un partenariat signé en 2023 avec Citeo, l’éco-organisme en charge de la collecte. Les balles de plastique arrivent sur site depuis une usine située dans le Maine-et-Loire, préalablement triées, broyées et calibrées. Puis l’huile de pyrolyse produite est acheminée vers le vapocraqueur d’Anvers en Belgique, où elle est transformée en polymères, afin de produire des plastiques recyclés. La boucle d’une économie circulaire inédite est ainsi bouclée.
1ère usine française de recyclage chimique de plastiques à Grandpuits. © Jgp
Guillaume Alliot, directeur du site de Grandpuits. © Jgp
Chargement d’un camion en Tacoil. © TotalEnergies Grandpuits.
Le procédé de pyrolyse ainsi expérimenté à Grandpuits consiste à chauffer des déchets à haute température, sans oxygène. Cela afin de recycler des plastiques issus de la poubelle jaune, difficilement recyclables aujourd’hui, et donc enfouis ou incinérés. Le gaz produit durant l’opération est également valorisé sur place, pour fournir de la vapeur après sa purification. La poudre noire issue de la pyrolyse pourrait par ailleurs être recyclée pour fabriquer des pneus ou du bitume.
43 mégawatts d’énergie solaire
« Le démarrage de la 1ère usine française de recyclage chimique de plastiques, entreprise en 2022 et achevée en 2025, est une étape importante dans la transformation de notre site de Grandpuits en plateforme zéro pétrole, souligne Valérie Goff, directrice Renewables fuels & chemicals de TotalEnergies. Avec Plastic energy, qui apporte sa technologie, Citeo et Paprec, nos partenaires, nous contribuons au développement d’une toute nouvelle filière française de recyclage des plastiques. »
Sur le site de cette ancienne raffinerie, là où des colonnes de distillation traitaient encore du brut importé de la mer du Nord il y a cinq ans, une unité de batteries de stockage d’électricité, d’une capacité de 43 mégawatts (MW), ainsi qu’une vaste ferme photovoltaïque, sont d’ores et déjà en service. Cette ferme figure, avec celle que TotalEnergies opère à Gargenville, dans les Yvelines, parmi les plus grandes de la région, les deux unités fournissant l’électricité nécessaire à la consommation de 30 000 foyers, selon les chiffres de la compagnie.
Demain, une bioraffinerie de néocarburants pour l’aviation – sustainable aviation fuel (SAF) – complètera le dispositif zéro pétrole, succédant à des décennies de raffinage classique, interrompues depuis 2021. 250 emplois ont ainsi pu être maintenus sur le site seine-et-marnais, situé au sud du département, entre Melun et Provins, au cœur de la Brie nangissienne.
15 000 tonnes d’huile de pyrolyse par an
À terme, l’unité de Grandpuits, en cours de montée en puissance, doit produire 15 000 tonnes d’huile de pyrolyse par an, qui se substituera au naphta, issu du pétrole, utilisé aujourd’hui pour produire du plastique. Si la bioraffinerie en cours de développement est pour partie issue du réemploi des installations de la raffinerie de pétrole, tel n’est pas le cas de l’usine de recyclage plastique, flambante neuve.
L’activité de raffinage du pétrole a cessé depuis 2020. © Jgp
Laurent Tricot, directeur Ile-de-France de TotalEnergies, avec le directeur de la plateforme de Grandpuits Guillaume Alliot. © Jgp
Guillaume Alliot demeure lucide sur l’échelle actuelle de l’expérimentation. Quinze mille tonnes par an représentent une fraction infime des six millions de tonnes de déchets plastiques français. « On est vraiment au début », reconnaît-il. La montée en charge de l’unité elle-même prendra plusieurs mois : au moment de la visite, l’usine tournait à environ un camion par semaine, soit une trentaine de tonnes. Le passage au nominal est l’objectif prioritaire. L’expansion – doubler ou tripler la capacité – est techniquement possible, la conception modulaire le permettant sans contrainte majeure, mais elle est subordonnée à l’émergence d’une demande solvable. Or cette demande dépend d’un cadre réglementaire encore en gestation. Le règlement européen sur les emballages (PPWR), actuellement en cours de finalisation, prévoit d’imposer un taux d’incorporation de 10 % de plastique recyclé dans les emballages à usage alimentaire d’ici 2030. « C’est ce qui va créer la demande de manière beaucoup plus importante », résume le directeur de la plateforme. En attendant, le marché reste largement volontaire. Ce que Grandpuits vient de prouver, c’est que la technologie, elle, est au rendez-vous.
Un chantier de 100 millions d’euros
©TotalEnergies Grandpuits.
La construction de cette unité de pyrolyse a représenté environ un million d’heures travaillées sur le site, 800 tonnes d’équipements, une trentaine de modules assemblés, dont les plus lourds atteignent 45 tonnes pièce. L’investissement global s’élève à 100 millions d’euros. Trois partenaires industriels ont été essentiels : Schwartz-Haumont pour la construction des modules en Espagne, la société Ponticelli (sous l’enseigne Emis) pour la tuyauterie, et la Snef pour l’instrumentation. Une fois la construction achevée, plusieurs mois ont été consacrés à ce que les industriels appellent le « commissioning » – la phase de tests systématiques de l’ensemble des circuits hydrauliques, mécaniques, électriques et d’instrumentation avant mise en production réelle.
L’enjeu du projet est d’abord de combler un angle mort du recyclage français. Aujourd’hui, sur les six millions de tonnes de déchets plastiques générées chaque année en France, environ un quart seulement est recyclé mécaniquement. La moitié est incinérée. Le reste est enfoui. Or, le recyclage mécanique a des limites techniques : il ne peut pas traiter les plastiques souples, les emballages multicouches, les films contaminés – typiquement un paquet de café, un sachet de chips, une housse d’emballage de bouteilles. Ces déchets-là, triés consciencieusement par les ménages et déposés dans la poubelle jaune, finissent pourtant pour l’essentiel en incinération. Le procédé mis en œuvre repose sur une technologie développée par Plastic Energy, partenaire de TotalEnergies depuis la création d’une joint-venture en 2021. Il se déroule en plusieurs étapes. Les balles de plastique sont d’abord décerclées, aérées, stockées en silos, puis acheminées vers des extrudeuses qui les font fondre sans transformation chimique. La matière fondue est ensuite introduite dans des réacteurs, chauffés à environ 450 degrés Celsius. C’est là que se produit la pyrolyse à proprement parler : sous l’effet de la chaleur, les longues chaînes moléculaires du plastique se fragmentent pour reconstituer des molécules équivalentes au naphta – la coupe pétrolière de base de la pétrochimie.
Le procédé fonctionne par « batch » : on charge le réacteur, on isole, on monte en température pendant cinq à dix heures, puis on vide. L’installation compte aujourd’hui neuf modules de ce type, pouvant potentiellement être portés à douze, quinze, voire vingt-cinq, selon la demande. Le rendement actuel est d’environ 70 % : pour une tonne de plastique entrant, l’unité produit 700 kilogrammes d’huile de pyrolyse, appelée « Tacoil » dans la nomenclature TotalEnergies. S’y ajoutent environ 15 % de gaz de synthèse, valorisé sur site pour produire de la vapeur en substitution du gaz naturel, et environ 5 % de résidu carboné solide (« char »), dont des filières de valorisation sont à l’étude pour des applications dans les pneumatiques, le bitume ou le ciment. « Un rendement de 70 %, c’est un rendement qui est déjà d’assez haut niveau », souligne Guillaume Alliot, qui précise que « la réalité physique » – et non les annonces – est « le juge de paix ».
Le procédé fonctionne par «[insec]batch[insec]»[insec]: on charge le réacteur, on isole, on monte en température pendant cinq à dix heures, puis on vide.© Jgp
© Jgp
Pour une tonne de plastique entrant, l’unité produit 700 kilogrammes d’huile de pyrolyse, appelée «Tacoil» dans la nomenclature TotalEnergies. © Jgp
L’huile produite est ensuite expédiée par camion vers le vapocraqueur d’Anvers, où elle est injectée en mélange avec du naphta fossile, à parité volumique, pour produire les monomères de base – éthylène, propylène, butadiène – qui serviront à fabriquer du polyéthylène et du polypropylène vierges, en circuit fermé. Un investissement de 20 millions d’euros a été réalisé à Anvers pour adapter l’installation d’accueil. Des essais ont également été conduits sur le vapocraqueur de Normandie. « L’ensemble des vapocraqueurs de la Compagnie ont la capacité de traiter ce produit », précise Guillaume Alliot.
Avantage décisif par rapport au recyclage mécanique : l’huile de pyrolyse, dont les propriétés moléculaires sont identiques à celles du naphta fossile, permet de produire des plastiques compatibles avec les usages alimentaires et médicaux – un débouché jusqu’ici fermé au recyclage mécanique.