Etude économique de l'extraction et de la valorisation des plastiques de l'océan

Etude économique de l'extraction

Contexte

Cette étude économique de l'extraction des plastiques de l'océan se base en partie sur le projet, encore à l'étude, intitulé Ocean Cleanup Array, qui repose sur l'utilisation de barrages flottants.

L'extraction par cette méthode concerne uniquement les plastiques se trouvant en surface, qui peuvent être aussi bien des éléments de grande taille que des micro-particules. Ce sont des plastiques mélangés et probablement contaminés en polluants organiques persistants, tels que les PCBs ou encore les hydrocarbures.

L'intérêt de ce projet est qu'il utilise la force des courants marins pour apporter les plastiques vers les 24 barrages (qui est encore un nombre à fixer par l'équipe du projet, mais que nous retiendrons dans notre cas), ce qui permet de concentrer cette "soupe de plastiques" en des points plus localisés, réduisant ainsi le nombre d'allers-retours en bateau par rapport à une extraction pour laquelle la zone entière d'accumulation des déchets devrait être parcourue .

On considèrera que le projet a une durée de 5 ans, qui est selon l'équipe du projet Ocean Cleanup Array le temps moyen nécessaire au gyre Atlantique Nord pour faire un tour complet.

Ces barrages, qui devront être fixés pour ne pas dériver avec les courants, permettraient de concentrer les quelques 10 000 tonnes de plastique en surface estimées dans le gyre en question.

Pour simplifier l'étude, on suppose qu'il n'y a aucun nouvel apport de plastique dans le gyre au cours des 5 années prévues pour le projet d'extraction.

Estimation du coût de la matière première des barrages

Pour estimer le coût matériel des barrages, il faut avant tout imaginer de façon précise leur fonctionnement. Celui-ci n'est pas encore très bien détaillé dans le projet Ocean Cleanup Array, qui n'en n'est qu'à sa phase d'étude de faisabilité technique et économique. Nous commencerons par expliquer ce qui ressort du projet, puis ajouterons nos hypothèses de fonctionnement.

         

Prototype de barrage flottant (Source : http://www.boyanslat.com/plastic/)

D'après l'image ci-dessus, un barrage est constitué d'une structure flottante en forme de raie manta, comportant un grand bac de collecte à l'arrière. Les deux bras périphériques permettent de guider les plastiques et l'eau vers le coeur de la structure. Cette eau vectrice de plastique sera conduite dans le bac de collecte. On trouve également des panneaux solaires, puisque l'idée est que chaque barrage soit énergétiquement le plus autonome possible.

Nous avons affiné le fonctionnement d'un barrage pour mieux comprendre comment les plastiques et l'eau pouvaient être séparés, et comment les plastiques étaient conduits vers le bac de collecte.

Les plastiques et l'eau arriveraient au niveau d'une vis sans fin,  qui les conduirait vers le bac de collecte. Cette vis sans fin pourrait par exemple être alimentée par les panneaux solaires la journée, et par un système de collecte d'énergie utilisant les vagues la nuit. Nous avons imaginé le bac de collecte ainsi: 

-une bâche au dessus, qui évite que les particules légères s'envolent à cause du vent et que les oiseaux viennent se nourrir du plastique,

-quatre parois verticales,

-un fond qui laisse passer l'eau pour la séparer des plastiques. Le bac de réception serait supporté par une armature en barres en inox creuses pour limiter le poids. Cette armature est recouverte d'une grille en inox percée, elle-même recouverte d'un filtre de maille 1mm x 1mm, afin de retenir les petits débris plastiques. Cette limite de taille a été déterminée par l'article "The size, mass, and composition of plastic débris in the western North Atlantic Ocean", dont l'image ci-dessous est tirée. Ainsi, les plastiques seraient retenus et l'eau évacuée.

                          

Taille des particules plastiques dans l'océan Atlantique Nord (Source: «The size, mass, and composition of plastic débris in the western North Atlantic Ocean »)

On peut supposer que ce système sera enclin à un colmatage. Mais les remous se trouvant sous le bac pourraient peut-être permettre un rétro-lavage.

Les barrages seront placés au niveau du gyre, à contre-courant, afin de réceptionner le plus de particules et d'agir comme des filtres. Ils se trouveront dans une zone peu fréquentée par les bateaux. Néanmoins, pour plus de sécurité, on installera un système radar et des lumières afin de rendre ces barrages détectables la nuit et d'éviter tout accident.

Pour estimer le prix des matières premières pour un barrage, nous avons assimilé la structure et le bac à une coque de piscine, les "bras" à des bouées utilisées lors de marées noires, et cherché les coûts de vis sans fin, barres inox, grilles inox, et tout autre élément que nous destinons à se trouver dans le barrage comme indiqué précédemment. Cela nous conduit à un coût de 69 747 euros, ce qui correspond à 1 757 627,93 euros TTC de matériel pour 24 arrays.

Il faut également prendre en compte le coût de main d'oeuvre, le coût d'ancrage ainsi que le coût d'achat d'un hangar de grande dimension pour l'assemblage. Notons que nous n'allons produire que 24 machines, ce qui réduit la rentabilité de la chaîne de production. De plus, nous choisissons d'ajouter une marge d'incertitude à ce calcul.

Tableau récapitulatif des coûts de matière première des barrages flottants

Le coût de main d'oeuvre a été estimé en considérant un assemblage en Virginie, par des salariés gagnant plus que le salaire minimum dans ce pays. En effet, il est souhaitable d'avoir des travailleurs qualifiés pour assurer l'assemblage correct de ces machines. Nous fixons le salaire brut à 14.4 euros par heure, et considérons qu'une durée de 20 000 heures par machine est nécessaire. Quant au coût d'ancrage, qui devra être réalisé à environ 4000 mètres de profondeur, soit la profondeur du fond océanique, l'estimation porte sur un projet réalisé par des étudiants de l'Ensiacet. intitulé "Maritherm". La valeur de 2 millions d'euros par ancrage est donc retenue. Nous considérons que le même prix s'appliquera au désancrage.  

Installation et désinstallation des machines

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Localisation des gyres océaniques et zones de concentration des déchets (Source : encar-alkaken.blogspot.fr)

Par comparaison de cartes représentant le gyre Atlantique Nord (cf ci-dessus) et Google Earth, nous avons estimé que le centre du gyre avait les coordonnées géographiques suivantes: 28 degrés Nord et 59 degrés Ouest.Grâce au logiciel Google Earth, nous avons estimé la distance la plus courte en bateau du centre du gyre (qui sera notre point fictif de placement des barrages pour calculer les coûts de transport). Cela nous conduit en Virginie, à environ 1860 km de distance.

Un bateau de type remorqueur est choisi. Il s'agit d'un bateau très puissant qui peut tracter des poids très importants, comme en témoigne la photo ci-dessous. On considère pour limiter le coût de transport et donc le nombre d’aller-retour qu’un tel bateau peut tracter d’un coup les 24 arrays. Un bateau remorqueur a en moyenne une consommation de 321 l/h et une vitesse de 18.5 km par heure. Connaissant le coût du carburant et la distance à parcourir pour disposer les arrays au niveau du centre du  gyre, le coût en carburant est estimé à 42 138 euros pour un aller-retour, soit le double pour installer puis désinstaller les arrays.

 

Bateau remorqueur tractant un bateau (Source: http://gcaptain.com/emma-maersk-engine/)

Transport des plastiques

Avec les dimensions que nous avons choisies pour le bac de collecte (4m*3,5m*3,5m), les bacs ont chacun une capacité de stockage de 50 m3, ce qui représente une masse de 45 tonnes (en effet, les principaux plastiques extraits sont des plastiques tels que le polyéthylène et polypropylène, qui ont des masses volumiques proches de 0.9 g/cm3). Cela suppose bien sûr un remplissage régulier et identique pour chacun des arrays.

Il y aurait 10 000 tonnes de plastique flottant à récupérer. Le projet d'extraction ayant une durée de 5 ans, et ayant 24 bacs de 50 m3 disponibles, on estime la quantité de plastique extractible à au maximum 1000 tonnes tous les 6 mois (en realité, cela sera un peu moins car nous avons surestimé la valeur de base de 9064 tonnes). Cela permettra d'avoir le premier retour financier assez rapidement.

Nous avons sélectionné le bateau représenté dans l'image ci-dessous, qui dispose d'après ses caractéristiques techniques du volume nécessaire au transport des 1000 tonnes de plastique extraites tous les 6 mois.

                                       

Bateau choisi pour le transport des plastiques (Source: http://www.rushcorp.com/UsedBoats/BoatDetails/BoatDetails.php?show=260115)

Connaissant les caractéristiques du bateau retenu, nous avons estimé le coût de sa consommation en carburant par kilomètre pour 1000 tonnes transportées à 5,5 euros. Le cargo ne sera pas acheté, mais plutôt loué ponctuellement, puisqu'il ne sera utilisé que 2 fois par an.

Une fois à terre, les plastiques doivent être transportés jusqu'aux différents lieux de valorisation, que nous détaillerons en partie suivante. Pour ce faire, le train a été retenu face au transport en camion, qui coûte plus cher.

Tableau récapitulatif des distances 

Tableau récapitulatif des coûts de transport

 

 

 

 

Etude économique de la valorisation

Présentation des différents débouchés

Mise en décharge

Ce débouché est plutôt une forme de stockage des déchets plastiques, en attendant une valorisation rentable. Il pose problème car il nécessite de la place, et libère des molécules toxiques dans l'environnement. En effet, certains plastiques peuvent contenir des additifs de quelques  jusqu'à plus de 100% en concentration du poids des polymères de base. Par exemple, on peut trouver dans les plastiques des plastifiants comme les phtalates, des colorants ou pigments minéraux constitués d'oxydes métalliques, des solvants, des durcisseurs, ou encore des stabilisants. Ces molécules peuvent avoir des conséquences non négligeables sur l'environnement, comme c'est le cas pour le Bisphénol A, interdit en France depuis 2014, car reconnu perturbateur endocrinien.

Valorisation matière

On peut séparer les plastiques en 2 principales catégories: les thermoplastiques, comme le polyéthylène et le polypropylène, et les thermodurcissables. La première catégorie se prête à la régénération, c'est-à-dire la transformation en granules qui peuvent se substituer aux résines neuves, mais pas la seconde, pour laquelle la transformation est irreversible. 

Le problème de cette forme de valorisation est qu'elle nécessite une matière propre et non mélangée, car les plastiques ont des températures de fusion différentes. Un mélange altérera la qualité du produit obtenu. De plus, cela rend difficile l'estimation de la quantité d'additifs déjà contenue dans la matière si l'on doit l'ajuster.

La valorisation matière est donc une solution peu probable pour les plastiques que nous auront extraits, qui sont principalement des plastiques mélangés, contaminés en polluants organiques persistants, et dont la qualité après une longue exposition au sel aura beaucoup été altérée.

Incinération

Ce débouché permet une réduction importante du volume des déchets, de l'ordre de 80 à 90%. De plus, une valorisation financière est possible, puisque l'on tire de la chaleur de ce procédé. Celle-ci peut être utilisée directement, ou bien convertie en électricité. Une autre alternative est la valorisation par co-génération, qui fournie à la fois de la chaleur et de l'électricité. De plus, on peut ainsi traiter des déchets mélangés ou souillés.

Néanmoins, les usines d'incinération ont souvent une mauvaise image, parce qu'elles sont considérées polluantes. Il faut mettre en place un système de traitement des fumées pour limiter la pollution en dioxines par exemple.

Transformation en carburant

Les plastiques mélangés peuvent subir une pyrolyse, qui permet de les transformer en brut ou en diesel après distillation.

En tenant compte des caractéristiques du plastique que nous allons extraire, deux formes de valorisation des plastiques ont été retenues: l'incinération et la transformation en carburant.

Valorisation par incinération

Une des formes de valorisation possibles pour le plastique extrait est l'incinération. Ce procédé offre l'avantage de ne pas avoir à réaliser de pré-traitement pour nettoyer le plastique. L'énergie produite peut-être valorisée en chaleur, électricité ou co-génération. L'usine d'incinération à Portsmouth, en Virginie, a été selectionnée. Cette usine se trouve à proximité du port de la même ville, ce qui permet de réduire les coûts de transport.

Nous considérons un fonctionnement en consortium, qui correspond au regroupement temporaire d'entreprises par exemple, afin de mener à bien un projet. Ainsi, l'usine n'est pas payée pour traiter le plastique, et n'a pas non plus à l'acheter. Ce partenariat  permettrait par exemple de verdir l'image de l'entreprise, qui bénéficierait de la publicité offerte par un tel projet innovant. De plus, on suppose une sous-traitance pour ne pas avoir à prendre en compte les coûts de construction de l'usine.

Brûler 1 tonne de déchets (plastiques et autres) permet de produire 3 333,33 kWh. Les rendements en chaleur et électricité ont été calculés, et seraient respectivement de 52% et 12%. Sachant que les plastiques représentent en moyenne 7% en masse des déchets incinérés, nous finissons par obtenir les recettes pour chaque forme de valorisation. Chaque année 2 1000 tonnes de plastique sont incinérées par l'usine. Chaque tonne de plastique peut nous rapporter 11 667 kWh, soit 245 007 000 kWh par an.

52% de cette énergie, soit 127 403 640 kwh par an, peut être acheminée vers les foyers à proximité de l'usine, tandis que 12%, soit 29 400 840 kWh, peuvent être convertis en électricité. Connaissant le prix revente de chaque énergie produite (0.01 euros pour la chaleur et 0.05 euros pour l'électricité), nous estimons que cela peut rapporter en tout 2 744 078 euros par an.

Le coût de l'incinération est de 90 euros par tonne. On considère que ce coût comprend le séchage des plastiques, nécessaire pour une bonne combustion. Or, les ventes combinées de chaleur ou d'électricité rapportent 130.67 euros par tonne. Un bénéfice de 40.67 euros par tonne est donc envisageable, soit 80 800 euros par an.

Tableaux récapitulatif des bénéfices pour l'incinération 

Valorisation en carburant

Valorisation en diesel

                                                                         

Source: http://www.cynarplc.com/

L'entreprise Cynar plc (logo ci-dessus), dont l'usine est basée à Portlaoise, en Grande Bretagne, a développé un procédé ingénieux qui permet de transformer le plastique habituellement non recyclé en diesel directement utilisable sans modification des moteurs. Ce procédé permet donc de valoriser les sacs plastiques ou films d'emballage par exemple, ce qui permet de ne pas faire concurrence à la filière de recyclage déjà existante pour certains plastiques. Les plastiques mélangés peuvent donc être valorisés par ce procédé. Il s'agit d'une pyrolyse liquide à basse température, suivie d'une étape de distillation. Néanmoins, on suppose que ce procédé, bien qu'acceptant les mélanges de plastiques, nécessite que ceux-ci soient propres, ce qui ne sera pas le cas du plastique extrait. Il faudra certainement ajouter une étape de pré-traitement.

En se basant sur le prix en dollars par gallon, le prix TTC de vente moyen d'un litre de carburant est de 0.77 euros. Un litre de diesel a un coût de production de 0.29 euros. Nous considérons que ce coût inclut également le coût d'un éventuel nettoyage du plastique avant sa transformation en diesel.

Connaissant la capacité de l'usine, qui peut traiter 60 000 tonnes de plastique par an, ainsi que le rendement (selon les estimations, une tonne de plastiques permet de produire entre 900 et 1000 litres de diesel. Nous choisissons donc une moyenne de 950 litres), l'usine peut faire un bénéfice de 27 400 000 euros par an environ.

Ramené à la tonne de plastique, le bénéfice en euros par an est d'environ 456. Nous comparerons cette valeur à celle déterminée pour la transformation en brut.

 

Tableau récapitulatif des coûts, recettes et bénéfices de la valorisation des plastiques en Diesel

Comme pour l'incinération, nous avons considéré un fonctionnement en consortium et sous-traitance.

Valorisation en brut

                                                                 

Source: http://www.agilyx.com/

L'usine Agilyx (logo ci-dessus), basée aux Etats-Unis, en Orégon, a développé un procédé qui permettrait de transformer n'importe quel plastique (mélangé, contaminé) en brut, qu'il faudra donc raffiner avant toute utilisation dans un moteur.

Tout comme pour l'usine Cynar, nous imaginons un fonctionnement en sous-traitance, ce qui nous permet de ne pas prendre en compte le coût de construction d'une usine. De plus, l'usine pourrait également faire partie d'un consortium.

Cette usine a une capacité de 20 tonnes de plastiques par jours, ce qui revient à 7 300 tonnes par an. L'estimation du coût de production par litre a été estimé de la façon suivante: nous avons considéré que les coûts de production pour l'usine qui produit du diesel correspondaient aux coûts de production de l'usine qui produit du brut, auquels on ajoute le coût de raffinage. Connaissant les coûts de production de la première ainsi que le coût de raffinage, nous obtenons que la production d'un litre de brut coûte 0.26 euros, soit 1 780 418 euros par an.

Concernant les recettes, nous avons pu les estimer, connaissant le nombre de barils produits par jour ainsi que le prix de vente d'un baril. Cela permet à l'usine une recette annuelle d'environ 3 218 000 euros, soit un bénéfice de 1 438 030 euros. Ramené à la tonne, cela donne un bénéfice de 440,88 euros.

 

Tableau récapitulatif des recettes, coûts et bénéfices pour la revalorisation des plastiques en Brut          

 

 

 

 

 

 

Comparaison des 3 méthodes

Comparons les 3 solutions de valorisation possibles, par rapport aux critères de bénéfice, coût de transport et coût de stockage, afin de déterminer la solution la plus intéressante.

Bénéfices

Tout d'abord, la valorisation par le biais de Cynar permet dans notre cas un bénéfice par tonne de plastique (recettes - coûts de production) de 456 euros, ce qui est plus élevé que les recettes d'Agilyx ou de l'usine d'incinération.

Tableau comparatif des bénéfices annuels selon la forme de valorisation du plastique

Coûts de stockage

L'usine Cynar a une capacité de traitement de 60 000 tonnes par an, ce qui est largement supérieur aux 7 300 tonnes annuelles traitées par une usine Agilyx. On peut imaginer qu'une usine telle que celle de Cynar écoulera beaucoup plus rapidement le plastique extrait, ce qui représentera un coût de stockage moindre. Nous avons calculé ce coût. En faisant l'hypothèse que l'usine traitera exclusivement notre plastique lorsque nous lui fournirons (ce qui est peu réaliste car l'usine dispose d'autres gisements de matière première, notamment par le biais d'un contrat avec SITA UK), nous avons estimé que l'usine mettrait 6 jours à écouler un stock de 6 mois d'extraction, donc 12 jours pour 2000 tonnes annuelles. Dans le cas de l'hypothèse (également très optimiste) où Cynar utiliserait dans sa matière première chaque jour une proportion de 50% de plastique issus de l'extraction dans l'océan, cela ferait une durée de stockage de 24 jours par an. Afin de réduire les coûts de transport, nous choisissons un entrepôt de stockage situé dans la même ville que l'usine, à Portlaoise. Le stockage représenterait un coût de 340 euros par an si l'usine utilise exclusivement notre plastique, et de 686 euros si l'usine utilise dans sa matière première 50% de plastique issu de notre extraction. En comparaison, le stockage durant les 200 jours nécessaires pour écouler le plastique vers l'usine Agilyx ne coûterait que 593 euros par an, du fait d'un coût inférieur de location de l'entrepôt. De la même façon, le coût de stockage pour l'incinération est de 854 euros par an.

 

Tableau comparatif des coûts annuels de stockage selon la forme de valorisation du plastique

                  

Coûts de transport

Le dernier point concerne les coûts de transport pour apporter les plastiques du centre du gyre, qui est notre point de repère, vers les usines de transformation du plastique en carburant. Il nous faudra donc estimer le coût de transport pour nous rendre en Orégon ou en Irlande. N'ayant pas accès au coût de location d'un bateau et de son équipage, nous considérons que ce prix est moindre face au coût représenté par le carburant. Nous avons estimé les distances grâce à Google Earth et Google Maps pour les transports en bateau et train. Nous avons choisi aux Etats-Unis le port de Portsmouth en Virginie pour l'incinération ainsi que Wilmington pour la valorisation en brut, et en Irlande le port de Galway. D'après le tableau récapitulatif des distances et des coûts associés, il semblerait que les coûts de transport soient moins élevés dans le cas d'un trajet vers l'usine Cynar. Dans le cas du transport en bateau, nous prenons en compte l'aller-retour, alors que pour le train, seulement le trajet aller est considéré.

Tableau comparatif des coûts de transport selon la forme de valorisation du plastique

Suite à ces trois constats, il semblerait que Cynar offre une meilleure alternative économique qu'Agilyx ou l'incinération. Il faut néanmoins vérifier cela grâce à un indicateur de rentabilité.

 

Bilan de rentabilité, critiques techniques du projet et recherche d'une solution alternative

Rentabilité du projet

Critère de choix

La VAN, ou valeur actuelle nette, est un outil qui permet d'estimer la rentabilité économique d'un projet.

Elle se calcule en sommant le produit des flux et des coefficients d'actualisation pour le nombre d'années que dure le projet.

\[ VAN = \sum_{n=1}^N F_n CA_n \]

F= Flux de trésorerie

N= Durée totale du projet en années

CA= Coefficient d'actualisation

Le coefficient d'actualisation permet de ramener à sa valeur actuelle la valeur d'un flux à venir dans le futur. En effet, un euro au temps t n'a pas la même valeur qu'un euro à t+1 par exemple.

La VAN peut être positive, nulle ou bien négative. Lorsqu'elle est nulle, cela signifie que le projet est à peine rentable. Il le sera d'autant plus que la VAN sera positive. En revanche, une VAN négative entraîne le refus du projet, car cela signifie que l'investissement n'est pas rentable.

Nous allons présenter pour chaque scénario de valorisation le tableau récapitulatif des flux et coefficients d'actualisation permettant le calcul de la VAN des 3 projets (extraction puis valorisation 100% diesel, 100% brut ou 100% incinération). Voici tout d'abord le détail de ce que contient chaque colonne des tableaux:

Dépenses

La colonne "Dépenses" du tableau présenté plus bas prend en compte les éléments suivants:

- Matériel,

- Main d'oeuvre,

- Hangar pour l'assemblage des machines,

- Étude de faisabilité,

- Ancrage/désancrage,

- Transport pour l'installation et la désinstallation des machines,

- Transport pour conduire les plastiques vers les usines de revalorisation,

- Maintenance (arbitrairement estimée à 10% du prix du matériel pour les 24 machines)

Recettes

Les recettes correspondent aux bénéfices des trois formes de valorisation considérées.

Flux annuels de trésorerie

Le calcul "Recettes - Dépenses" permet de déterminer les flux annuels de trésorerie.

Coefficient d'actualisation

Nous estimons que plus les années passent, moins le projet est certain, d'où une diminution de la valeur du coefficient d'actualisation. Une fois installées, les machines vont être soumises à des conditions climatiques très défavorables, et les risques de casse sont très importants. De plus, les bénéfices espérés dépendent très largement de l'estimation de la quantité de plastique réellement extractible, qui est une donnée actuellement peu certaine.

Comparaison des VAN des trois projets

La première année est dédiée à la construction et à la mise en place des machines. La récolte de plastique ne commencera qu'à partir de l'année 2. L'année 7 correspond à la désinstallation des machines.

Voici les calculs de VAN pour les 3 formes de valorisation du plastique.

 

Données et calcul de la valeur actuelle nette pour le projet de valorisation du plastique en Diesel

 

Données et calcul de la valeur actuelle nette pour le projet de valorisation du plastique en Brut

 

Données et calcul de la valeur actuelle nette pour le projet de valorisation du plastique par incinération

Discussion

 

D'après les résultats exposés dans les trois tableaux, il apparaît clairement qu'aucun des projets n'est rentable, puisque les trois VAN sont très négatives. Les coûts que nous aurions oubliés ne feraient que conforter ce résultat. La transformation en diesel semble être la solution la moins pire, suivie de la transformation en brut puis de l'incinération.

 

 

 

 

Critiques

 

Bien que très séduisant au premier abord, parce que permettant de concentrer les plastiques en des points localisés, et n'utilisant pas de filet, ce qui limite l'impact sur la vie aquatique, ce projet est relativement contestable, et ce pour plusieurs raisons.

  • Tout d'abord, et nous l'avons vu au cours de notre étude, de telles machines représentent un investissement financier important. Au vu des recettes possibles, la rentabilité est négative.

 

  • Ensuite, cet investissement ne garantit pas que les arrays pourront se maintenir pendant cinq années complètes au beau milieu de l'océan, enclin à d'importantes perturbations climatiques comme des tempêtes. Peut-on être sûrs que le vent ou les vagues n'endommageront pas les barrages, en particulier les bras périphériques, étant données leurs dimensions?

 

  • Le point suivant est une considération technique. Les machines devrons être fixées à une profondeur d'environ 4000 mètres (au niveau du fond océanique). Cela ne s'est encore jamais fait. Même si cela était possible, le coût serait colossal. On parle déjà d'ancrage ultra-profond à une profondeur de 1500m. Les puits de pétrole ancrés de 1000 à 2500m de profondeur représentent moins de 3% de ceux existants actuellement, et on n'a réussi à atteindre cette profondeur de 2500m que très récemment, en 2006. Les efforts techniques sont encore à développer pour permettre l'ancrage des arrays à une profondeur égale au double de ce que l'on est actuellement capable de faire.

 

  • De plus, un ancrage à une telle profondeur ne permettra peut-être pas d'empêcher les arrays de tourner sur eux-même selon l'orientation du courant. Or, si un array se trouve positionné dans le sens du courant, il n'a plus aucune utilité pour la collecte du plastique. Il faudrait en plus prévoir un système de surveillance et/ou repositionnement pour remédier à ce problème, ce qui augmente encore les coûts.

 

  • Le but principal du projet est de "nettoyer" les océans du plastique qu'ils contiennent au sein des gyres. Mais les barrages flottants ne permettraient de traiter que le sommet de l'iceberg. Tout le plastique plus dense qui se trouve jusqu'à une profondeur de 30 mètres (image ci-dessus) ne sera pas extractible par cette méthode, et a pourtant également un impact sur la biodiversité. De plus, après les 5 années que durera le projet, des plastiques en provenance de la terre continueront à se concentrer au niveau des gyres. Le problème de la pollution plastique doit parallèlement être traitée à la source, par le comportement des consommateurs. Peut-être vaudrait-il mieux patienter encore et attendre que les rejets de plastique dans l'eau s'amoindrissent avant de se lancer dans un projet de nettoyage des océans, au risque de devoir recommencer peu de temps après.

                                                 

Coupe du "continent de déchets" (Source: http://ddc.arte.tv/nos-cartes/des-iles-de-dechets)

 

  • Le calcul de rentabilité dépend des bénéfices, et par là même de la quantité de plastique réellement extractible et valorisable. Or, de nombreuses incertitudes demeurent à ce sujet.

 

  • Enfin, on peut se poser la question des espèces protégées qui risqueraient de se retrouver piégées dans les arrays. Le risque est moindre que dans le cas de l'utilisation de filet, mais il n'est pas nul pour autant. Car au regard des dimensions des machines, il ne serait pas improbable qu'une tortue à écaille, ou Eretmochelys imbricata,  se retrouve piégée par exemple. Une fois dans le bac de réception, elle n'aurait aucun moyen d'en sortir. Or, cette espèce est classée "sérieusement menacée" sur la liste rouge de l' UICN, ou Union Internationale pour la Conservation de la Nature.

Recherche d'une solution aval alternative au projet de barrage

La solution parfaite n'existant pas, nous avons essayé d'imaginer une solution alternative d'extraction des déchets.

Il pourrait s'agir d'une structure flottante, dotée d'un grand tube qui permettrait de pomper l'eau jusqu'à 15-20 mètres de profondeur. Ainsi, même les plastiques se trouvant en profondeur seraient pris en charge par la machine. Ce principe permet de s'affranchir des bras périphériques, qui rendent les arrays fragiles vis-a-vis des intempéries.

Le plastique et l'eau seraient séparés par filtration ou décantation par exemple. L'eau serait retournée à l'océan, alors que les plastiques serait valoré directement sur la machine par incinération, ce qui pourrait produire l'énergie nécessaire, ou du moins une partie, pour faire fonctionner le dispositif. La machine ne disposerait pas de panneaux solaires, qui risquent de toute façon d'être altérés et de perdre leur efficacité à cause de la salinité de l'eau. Une couche de sel pourrait en effet se déposer sur les panneaux, qu'il faudrait nettoyer. De plus, ces panneaux ne permettent un apport d'énergie que la journée. On utiliserait à la place un dispositif qui convertit l'énergie des vagues, présentes aussi bien la nuit que le jour.

Enfin, au lieu d'un ancrage à 4000 mètres de profondeur, qui est techniquement et financièrement peu envisageable, on pourrait choisir un système de repositionnement par satellite par exemple.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coût de l'inaction et recherche de financement

Dans tous les cas, la gestion de l'environnement demandera des efforts financiers. Il faut choisir les méthodes permettant un coût le plus faible possible et une recette la plus élevée. Mais le bénéfice peut être négatif.  Auquel cas, si nous choisissons de ne pas réaliser le projet, quelles sont les conséquences de l'inaction? Car de nombreux secteurs sont régulièrement touchés par la pollution (plastique mais pas uniquement) des océans, et cela représente pour eux des coûts parfois très importants.

  • La biodiversité est directement touchée par ce problème de pollution aquatique. Comme nous en avons déjà parlé dans la partie "Généralités", de nombreuses espèces marines et oiseaux sont impactés par la pollution plastique. En effet, elle entraîne des milliers de morts chaque année, par étranglement ou ingestion de plastiques.

 

  • Parmi les secteurs directement touchés par cette pollution, on trouve la pêche professionnelle. Il existe des risques pour la navigation par enroulement de filets abandonnées dans les hélices des bateaux par exemple. Dans les cas extrêmes, un remorquage de bateau peut coûter jusqu'à plusieurs milliers d'euros. Avec leurs filets, les pêcheurs pêchent des poissons, mais aussi des déchets! Ceux-ci représente un manque à gagner, puisqu'ils réduisent les prises. De plus, les déchets sont susceptibles d'endommager les filets, qu'il faut ensuite nettoyer, réparer ou bien remplacer. On estime qu'en europe, l'impact des déchets coûte jusqu'a 40 000 euros par an et par bateau, en fonction de leur taille, ce qui n'est pas négligeable. L'impact sur l'aquaculture et la conchyliculture en Europe est annuellement estimé a quelques millions d'euros.

 

  • Bien évidemment, le tourisme est impacté par la nuisance visuelle qu'est la pollution plastique, et ce principalement au niveau des plages. Le nettoyage manuel ou mécanique de ces plages a un coût. En Espagne, l'investissement annuel représente plus de 60 000 euros par port pour enlever déchets. En France à Saint-Jean-de-Luz, les plages sont nettoyées quotidiennement. Les quelques 22 730 m2 représentent un coût d'entretien annuel de 259 000 €. A cela s'ajoutent 37 000 € pour la mise en place de filets anti-pollution quelques mois dans l'année. Le nettoyage des plages peut être complété par le ramassage de déchets directement dans l'eau, par le biais de bateaux ou jet-skis.

Les secteurs liés à la pêche ou au tourisme pourraient être d'une façon ou d'une autre sollicités pour subventionner des projets de nettoyage du plastique dans l'eau, qui de façon directe ou indirecte allègera certains de leurs coûts.

Conclusion

 

D'après l'étude du projet sur lequel nous nous sommes basés, l'extraction du plastique dans le gyre Atlantique Nord ne serait pas rentable (Il faut cependant bien noter que ce résultat est le fruit d'une étude comportant de nombreuses incertitudes). Dans les trois cas de valorisation envisagés, à savoir incinération, transformation en brut ou en diesel, la valeur actuelle nette (VAN)  est très négative. Or, un projet n'est communément accepté que lorsque cette valeur est strictement positive. Nous pouvons néanmoins conclure que la valorisation la plus intéressante financièrement et d'un point de vue environnemental est la transformation des plastiques en diesel, suivie de la conversion en carburant brut, et enfin de l'incinération. Le résultat dépend fortement de la quantité de plastique réellement extractible et donc valorisable. Or, cette valeur est très difficile à estimer. Un système de taxes pourrait peut-être aider à financer des projets de ce type. Néanmoins, il serait plus pertinent d'agir en amont du problème de la pollution plastique.