Le recyclage des materiaux composites

INSTITUT SUPERIEUR DE PLASTURGIE D’ALENCON

Année universitaire 2005-2006 Promotion EIPI 2007

Le recyclage des matériaux composites

MONOGRAPHIE Module SCIENCE DES POLYMERES

BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

25 novembre 2005

LE RECYCLAGE DES MATERIAUX COMPOSITES

REMERCIEMENTS

Nous tenons à remercier particulièrement M. GONDARD pour nous avoir permis de bien nous orienter dans notre sujet et pour avoir eu un esprit critique sur l’état d’avancement de notre projet. Merci également à M. SEVAUX pour avoir répondu à nos interrogations sur les matériaux composites en général. Nous remercions les personnalités suivantes : Christelle Gallet (du groupe Compositec), Sophie Henry (de la fédération de la plasturgie), et Carole Maudet (Institut ENSAM de Chambéry) travaillant à des recherches sur les possibilités de recyclage des matériaux composites, de nous avoir fourni des renseignements précis sur le sujet. Enfin nous remercions les professionnels de la filière des composites rencontrés à Europlast pour les informations qu’ils auront su nous fournir.


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TABLE DES MATIÈRES Remerciements Table des matières Introduction 1Généralités : 1,1- Définition des matériaux composites. 1,2- Définition du recyclage. 1,3- Enjeux des matériaux composites. 1,4- Classification des constituants des composites. 1,4.1- Les renforts. 1,4.2- Les matrices thermodurcissables. 2Le recyclage des composites à matrice thermodurcissable : 2,1- Les différentes techniques de recyclage. 2,1.1- Le recyclage mécanique. 2,1.2- Le recyclage chimique. 2,1.3- Le recyclage thermique. 2,2- Réglementation. 3Les solutions à venir quand au recyclage des matériaux composites : 3,1- Le recyclage des composites à fibres de carbone. 3,2- L’introduction de déchets composites dans les matrices thermoplastiques. 3,3-Les composites résines/fibres naturelles. Conclusion Annexe Bibliographie Index

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TABLE DES FIGURES Figure 1 : Constitution des composites thermodurcissables. Figure 2 : Classification des charges et renforts pour les composites. Figure 3 : le recyclage des matériaux plastiques. Figure 4 : Classification des déchets par couples matrice/renfort. Figure 5 : Typologie de base des renforcements. Figure 6 : schéma de la structure tridimensionnelle. Figure 7 : Schéma de réticulation d’un thermodurcissable. Figure 8 : Fraction micronisée produite par MCR. Figure 9 : schéma du recyclage par broyage. Figure 10 : Bilan de la solvolyse. Figure 11 : Bilan de la pyrolyse en bain de sels fondus. Figure 12 : Bilan de l’incinération en UIOM. Figure 13 : Centre d’incinération de TREDI-Salaise. Figure 14 : Bilan de l’incinération industrielle. Figure 15 : Bilan de la co-combustion en cimenterie. Figure 16 : Bilan de la pyrolyse haute température. Figure 17 : Bilan de la Thermolyse. Figure 18 : Fibres de carbone récupérées après le traitement de thermolyse. Figure 19 : Fibres de carbone récupérées par thermolyse après broyage.

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TABLE DES ANNEXES Annexe 1 : Les débouchés pour les produits issus du broyage.


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INTRODUCTION

Le recyclage est une des grandes problématiques actuelles de notre société. Il est intéressant d’aborder la possibilité de sa réalisation par rapport aux matériaux composites. Quelles sont les méthodes envisageables ? Sont-elles économiquement viables ? Ne seront-t-elles pas plus polluantes qu’elles ne seront utiles ? Qu’en est-il de leur utilisation à l’heure actuelle ? L’industrie française des composites a bénéficié d’une croissance rapide et régulière au cours de ces dernières années. Les matériaux composites offrent aux industriels et aux designers des possibilités nouvelles d’associer des fonctions, des formes et des matériaux au sein de systèmes de plus en plus performants. De par leur légèreté, leur longévité et leur flexibilité, ces matériaux ont toujours un énorme potentiel de développement. Ils sont utilisés dans différents domaines tels que l’aéronautique, le sport, l’électronique, le bâtiment… Les buts du recyclage sont non seulement de réduire la quantité de déchets déposés en décharges ou enfouis mais aussi de valoriser ces déchets en les réutilisant pour diverses applications plus ou moins intéressantes. Les composites thermodurcissables ne sont pas facilement recyclables de par leur structure réticulée. Ceci ne cadrant pas avec la politique du développement durable il devient nécessaire de mettre en œuvre des solutions écologiquement et économiquement viables à ce problème. Cette étude, présente les différents processus de recyclage des matériaux composites. Elle débutera par quelques généralités sur la structure des composites et le recyclage, pour ensuite développer les techniques de valorisation connues à ce jour ainsi que de brèves notions de coûts et de réglementations. Enfin, ce document se terminera par l’évocation de diverses méthodes de recyclage en cours de développement.


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1-Généralités : 1,1- définition des matériaux composites. Le mot matériau est dédié à une matière utilisée pour la construction d’objets, tandis que la signification de composite est : constitué de deux ou plusieurs parties différentes. Les matériaux composites sont en fait un assemblage de matériaux de nature différente visant à améliorer les performances de chaque matériau pris séparément. Cependant cette définition est beaucoup trop large, il faut utiliser la définition des plasturgistes qui est : les matériaux composites sont constitués de renforts et d’une résine thermodurcissable (matrice). RENFORTS ou CHARGES

Colorants Agents démoulants COMPOSITE

Agents anti-UV

MATRICE Thermodurcissable

Tous ce qui n’améliore pas physiquement le matériau mais qui lui est utile pour répondre a des objectifs précis Figure 1 : Constitution des composites thermodurcissables.

Les renforts et charges ne sont pas transformés au sens rhéologique et stéréochimique (pas de mouvement des atomes dans les molécules), lors de la mise en œuvre du matériau. Ils ne changent pas d’état physique, pourtant, quelquefois, leur forme peut être altérée (érosion). Ils ne se mélangent pas à la matrice, il n’existe que des interactions superficielles.

RENFORT ou CHARGES

Inorganiques

Organiques

Polyesters

Aramides

Minéraux

Céramiques

Verre

Carbone

Métalliques

Végétaux

Bois

Bore

Figure 2 : Classification des charges et renforts pour les composites. Internet : http://www-ipst.u-strasbg.fr/nadia/courcomp/comp0.htm Auteur : Nadia BAHLOULI, Institution : Université Louis Pasteur Strasbourg, Sans date (consulté le 13/10/2005) BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

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Les renforts se présentent sous forme de fibres ou poudres, pour pouvoir répondre mécaniquement à des efforts. En effet, l’utilisation de fibres implique que celles-ci peuvent être orientées de façon à augmenter les caractéristiques mécaniques dans des directions préférentielles. Ceci ne pouvant pas être réalisé à l’aide de matériaux homogènes (une seul phase) et isotropes (propriétés équivalentes dans toutes les directions). Il n’existe pas réellement de différences entre charges et renforts, qu’ils soient utilisés dans l’injection de thermodurcissables ou, par exemple, dans le moulage par contact pour les coques de bateaux. La matrice, dans le cas des matériaux composites, est une résine qui peut-être de type époxydes, phénoliques… Il est difficile d’utiliser les fibres en tant que telles, les matrices organiques sont bien indiquées pour jouer le rôle de liant. En outre, cette qualité n’est pas la seule, les matrices servent aussi à protéger les fibres, que se soit chimiquement, contre le vieillissement, ou pour répartir les contraintes mécaniques appliquées. Elles peuvent aussi être associées à des agents anti-UV, des colorants… Les propriétés des composites sont liées à la nature des composants, la géométrie et la distribution des renforts, et, enfin à la nature de l’interface entre la matrice et les renforts. Il existe deux grandes classes de composites : ceux à grande diffusion (GD) et ceux de haute performance (HP). Les GD représentent 95% des composites, ils sont constitués généralement de résines polyesters et de charges de type fibre courte (verre). En outre, ils sont moins coûteux. Les HP, principalement utilisés dans l'aéronautique sont constitués de fibres longues (carbone, bore …) et ont un coût plus élevé. Les propriétés mécaniques (résistance mécanique et rigidité) sont largement supérieures à celles des métaux, contrairement aux GD. 1,2- Définition du recyclage. Dans le cas des matières plastiques, le terme recyclage est utilisé pour décrire l’action de traiter un déchet en vue de permettre sa réutilisation. 4% du pétrole mondial

Matières premières plastiques

Produits plastiques Recyclage mécanique

Recyclage matière

Produits en fin de vie Production d’énergie sous forme de chaleur

Décharge

Valorisation énergétique

Figure 3 : le recyclage des matériaux plastiques. Internet : http://www.laplasturgie.fr Auteur : inconnu, Institution : Fédération de la plasturgie, Sans date (consulté le 19/10/2005) Le recyclage est une des grandes problématiques actuelles de notre société. Dans tous les domaines le sujet du développement durable est récurrent. Le recyclage « parfait » serait de partir d’une matière première, réaliser un produit utile pour la société et re-transformable en fin de vie, en sa matière première d’origine, ou en un autre produit, sans déchets ni pollution quelconque (liée par exemple à l’utilisation de produits chimiques). Ce processus pouvant se répéter indéfiniment.


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Le processus actuel est généralement : Extraire

Produire

Distribuer

Jeter

Utiliser

Les progrès de la recherche ont pu améliorer ce processus en l’allongeant : Extraire

Produire

Distribuer

Jeter

Utiliser

Recycler

Utiliser

Jeter

Ce dernier étant difficile à obtenir dans le cas des matériaux composites du fait de leur hétérogénéité. Plusieurs situations peuvent être considérées : Tout d’abord le recyclage iso fonction qui désigne le fait de transformer un déchet en un produit équivalent. Ensuite, la transformation d’un déchet en un produit de moindre valeur. Pour recycler des composites, de grandes difficultés apparaissent. Il semble donc important de se demander si, par exemple, le processus de recyclage ne serait pas plus polluant (utilisation de solvants en grande quantité) que d’incinérer les déchets produits. 1,3- Enjeux des matériaux composites. Depuis 1994 le marché mondial des composites croît de 3% par an en moyenne. La production de déchets est d’environs 30000 tonnes par ans. Parmi ces déchets, le couple matrice polyester/renforts fibres de verre est le plus important (à raison de 90%).

Figure 4 : Classification des déchets par couples matrice/renfort. Organismes : Fédération de la plasturgie, GPIC et ADEME Ouvrage : Les déchets composites : une meilleure connaissance pour une meilleure gestion (juillet 2003), Page : 10 (consulté le 06/11/2005) Néanmoins, les thermodurcissables présentent des caractéristiques de légèreté, d’inaltérabilité et de résistances mécanique et chimique intéressantes devant celles des métaux ou du bois. Ceci justifie le fait qu’ils soient préférentiellement utilisés. Par contre leur prix (entre 3 et 40€ par kilo) est un frein face aux matériaux les plus traditionnels (1,5 à 5€ le kilo). Bien que l’industrie du composite soit peu développée (300 à 350000 tonnes de produits finis par an en France) devant celle de la métallurgie par exemple (18 millions de tonnes par an), ses activités sont présentes dans la plupart des secteurs (aéronautique, milieu médical, sport, électronique, bâtiment…). La tendance actuelle est au développement durable, bien que le coût engendré par celui-ci en ralentisse la progression. Du fait de la grande quantité de déchets difficilement recyclables engendrée par l’utilisation des composites, dans de nombreux domaines, une législation sur l’obligation de recycler les composites s’est mise en place, notamment les composites présents dans les VHU (Véhicules Hors d’Usage). Depuis 2004, 85% du poids des VHU doivent être recyclés. Etant donné BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

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que le secteur des véhicules représente une part importante du marché des composites, celui ci devrait susciter chez les fournisseurs, transformateurs et utilisateurs une prise de conscience nécessaire face au problème de recyclabilité. Dans le monde des composites, trois enjeux importants de la recherche et du développement sont à distinguer : l’évaluation des performances du matériau, le développement de moyens pour caractériser les produits, et la validation des technologies de recyclage. 1,4- Classification des constituants des composites 1,4.1- Les renforts Les fibres de verre sont largement utilisées en renfort pour les composites GD. Elles sont réalisées à partir de la silice et par mélanges d’additifs. Pour les HP, la fibre de carbone est principalement utilisée, elle est fabriquée à partir de fibres organiques de polyacrylonitrile (PAN) qui seront oxydées, carbonisées. Ces fibres font l’objet d’une consommation très importante, mais il existe aussi d’autres renforts : aramide, bore, carbure de silicium, silice, chanvre… En fonction des propriétés recherchées, il faut distinguer trois grands types de renforcement.

Résistance unidirectionnelle

Résistance dans des directions préférentielles orthogonales

Isotropie Résistance multidirectionnelle

Figure 5 : Typologie de base des renforcements. Auteur : REYNE Maurice, Ouvrage : technologie des composites (1990), Page : 14 (consulté le 08/11/2005) 1,4.2- Les matrices thermodurcissables Les composites à matrice thermodurcissable sont obtenus en appliquant une résine sur un renfort de type fibres longues. La mise en forme du produit s’effectue en durcissant la résine par une réticulation intermoléculaire irréversible. Cette réticulation est obtenue par traitement thermique (chauffage) ou physico-chimique (catalyse, durcisseur) et donne une structure tridimensionnelle.


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Motif de répétition de la résine de base

Motif de répétition trivalent ou tétravalent du durcisseur

Mélange de base + durcisseur = résine

Figure 6 : schéma de la structure tridimensionnelle. http://www.cybel.fr/html/Communaute/materiaux/Glossaire/base.htm Auteur : inconnu, Sans date (consulté le 02/11/2005) Lors de la mise en œuvre, les macromolécules sont liées ensemble de façon rapprochée, la densité est très forte au niveau du maillage. Les ponts de réticulation, de faible longueur, sont très nombreux ce qui peut assimiler la matrice à une seule macromolécule.

Figure 7 : Schéma de réticulation d’un thermodurcissable. Les thermodurcissables n’ont pas de température de transition vitreuse et sont amorphes. La résine thermodurcissable la plus utilisée actuellement est : - La résine polyester insaturée qui se présente sous la forme d’une solution polyacide + polyalcool qui durcit sous l’action d’un catalyseur et de la chaleur. Ces résines présentent le grand défaut d’émettre des vapeurs de styrène au cours de la polymérisation de plus elles sont difficiles à stocker. O

C

O

La plupart du temps, ces résines sont associées à un renfort de type fibre de verre.


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2-Le recyclage des composites à matrice thermodurcissable : Contrairement aux thermoplastiques, une fois transformés, les thermodurcissables sont des matériaux infusibles : ils ne peuvent pas revenir dans leur formulation d’origine et ne peuvent pas être refondu. Ils s’avèrent donc difficilement recyclables et non réutilisables sous forme de matière première. Pourtant, les enjeux, bien qu’étant majeurs, ne sont pas pris en compte par la plupart des transformateurs. N’ayant actuellement aucune ou peu d’obligations quant au recyclage des thermodurcissables, ils n’anticipent pas l’entrée en vigueur de réglementations à venir et n’envisagent pas de développer de nouvelles solutions. Toutefois quelques entreprises en association avec des laboratoires se démarquent en effectuant des recherches sur de nouvelles façons de traiter les déchets. Actuellement, 90% des déchets sont mis en décharges ou enfouis pour un coût relativement faible car les composites peuvent être placés dans les centres de stockages réservés aux déchets ultimes∗, ce qui justifie que la plupart des entreprises préfèrent jeter leurs déchets que d’essayer de les recycler. Cependant ces coûts sont en augmentation et le dépôt en décharge pourrait être interdit à moyen terme. Ces hypothèses pour l’avenir engendrent l’apparition de projets associant des chercheurs et des professionnels de la filière. Par exemple : La création du projet GPIC/Fédération de la plasturgie dont l’objectif est « établir une stratégie de R&D à l’échelon national dans le domaine des composites pour se doter des moyens de valoriser tant les déchets de production que les produits en fin de vie » Avec la mise en place du projet « Green Label », la société ECRC, créée par des grands acteurs de la filière composite, propose aux entreprises du secteur, un système de prise en charge de leurs déchets composites en fin de vie. Son objectif est de développer et d’introduire un système de gestion standardisé et économiquement acceptable des déchets composites au niveau européen, en accord avec les nouvelles réglementations. La solution de valorisation retenue à court terme, à ce jour et qui permettra de traiter 80 % des déchets est la co-combustion en cimenterie. Le projet « Recycomp 1 et 2 » dont les principales préoccupations sont, pour Recycomp 1 : - L’étude des flux des déchets de production en composites thermodurcissables sur la région RhôneAlpes. - Une étude technico-économique des solutions de valorisation. Cette première phase a été conduite, durant l'année 2002, par l'Agence Rhône-Alpes pour la Maîtrise des Matériaux en collaboration avec la Fédération de la plasturgie. Elle comporte une étude du gisement de déchets composites en Rhône-Alpes et un récapitulatif des solutions de valorisation. La deuxième phase du projet Recycomp (Recycomp 2) a pour objectif de tester différentes solutions de valorisation identifiées dans la première phase. Parmi les solutions réalisables à l’heure actuelle et intéressantes du point de vue économique, les procédés retenus sont : -La combustion en cimenterie, qui présente le double avantage de la valorisation énergétique et du recyclage matière, en permettant l'intégration des matières minérales dans la composition du ciment. -D’autres modes de traitements tels que la valorisation énergétique ou la valorisation matière qui sont également étudiés, avec à court terme, pour le recyclage matière à partir de broyats de composites, des débouchés potentiels dans l'industrie automobile. A moyen terme, des applications dans l'électrotechnique avec des matériaux de type « BMC (Bulk Molding Compound) de 2ième génération », intégrant une part de matériau recyclé, peuvent également être envisagées. Les solutions étudiées par Recycomp, à ce jour, concernent essentiellement les déchets en polyester/fibres de verre, qui représentent la majorité du gisement recensé. Des essais avec des matériaux plus spécifiques tels que les déchets époxy/silice, issus de l'électrotechnique, sont aussi en cours. Le projet travaille également à la valorisation des composites renforcés par des fibres de ∗

Les déchets ultimes sont les déchets, « qui ne sont plus susceptibles d'être traités dans les conditions techniques et économiques du moment, notamment par extraction de la part valorisable ou par réduction de leur caractère polluant ou dangereux. » (Arrêté du 18 décembre 1992)


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carbone, qui présentent un intérêt particulier en raison de la valeur des renforts et pour lesquels les solutions de valorisation sont encore peu avancées. Il existe trois principaux types de recyclage des déchets des composites à matrice thermodurcissable : - le recyclage mécanique - le recyclage chimique - le recyclage thermique La première étape est commune aux trois méthodes de recyclage. Elle consiste à effectuer un broyage des déchets afin de les réduire à une taille restreinte. 2,1- Les différentes techniques de recyclage. 2,1.1- Le recyclage mécanique Cette méthode consiste à rebroyer les fragments obtenus en granulés de petite taille de façon, par exemple, à les réincorporer dans des revêtements (bitumes ou ciments). Lorsque le broyage est suffisamment fin, la poudre peut-être incorporée dans des semi-produits thermodurcissables : les SMC (Sheet Molding Compound) et les BMC, et dans certains thermoplastiques. Dans ces derniers cas, il est peu probable d’obtenir un matériau ayant des performances spécifiques ou un état de surface excellent. Pourtant quelques essais ont été réalisés sur un thermodurcissable chargé à 15% de poudre rebroyée, et il s’est avéré que la structure finale ne s’en est pas trouvée affectée. Le recyclage mécanique permet également de séparer la matrice des charges ou renforts présents dans le déchet mais les propriétés renforçantes des fibres seront altérées car elles ne seront pas pures c'est-à-dire qu’elles seront toujours partiellement couvertes de polymère. Il existe deux grandes installations de broyage en Europe Mixt Composit Recycling (MCR) et ERCOM en Allemagne. L’installation de MCR comprend deux étapes possibles de broyage, le broyage primaire et secondaire.

Figure 8 : Fraction micronisée produite par MCR. Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets composites à matrice thermodurcissable. Date : janvier 2004-Juin 2005 Page : 6 (consulté le 13/11/2005) Elle n’accepte pour le moment que les déchets de type polyester/verre sans colle, peinture ni inserts métalliques. Trois gammes de produits sont alors obtenues : -Des fibres longues (4 à 15 mm) -Des fibres courtes (400 à 800 µm) -Des poudres micronisées avec une granulométrie moyenne comprise entre 10 et 350µm. (Les débouchés pour les produits issus du broyage sont en annexe 1.)


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Broyage secondaire : micronisation

Poudre micronisée

Fibres courtes Déchiquetage

Broyage primaire

Broyage secondaire

Tamisage

Tamisage

Passant

Fibres longues

Passant

Figure 9 : schéma du recyclage par broyage. Organismes : Fédération de la plasturgie, GPIC et ADEME Ouvrage : Les déchets composites : une meilleure connaissance pour une meilleure gestion (juillet 2003), Page : 3 (consulté le 15/11/2005) Le broyage altère les caractéristiques mécaniques des composites ce qui les réduit la plupart du temps à des charges à faible valeur ajoutée. De plus le coût de ces opérations (jusqu’à 460 euros par tonnes), fait que les charges obtenues sont peu intéressantes par rapport à des renforts vierges. Par exemple, le broyage des déchets polyester/verre pour la cimenterie est de 150 euros par tonnes, pour les déchets époxy/silice ce coût descend à 100 euros par tonnes. Lors de notre recherche, il est ressorti un cas concret tout à fait intéressant, où les déchets recyclés par broyage simple sont utilisés comme charges dans un autre matériau. Il s’agit de l’entreprise PROMECO (extruder-système). Son principe est le suivant, elle broie grossièrement des déchets de thermodurcissables avec d’autres matières (thermoplastiques, déchets ménagers, papier) et les introduits dans une extrudeuse comportant deux vis sans fin de 120 cm de longueur. Sous l’action de la friction et de la pression (pour ce procédé il faut une pression très importante : 2 MPa) la température s’élève et fait fondre les thermoplastiques qui servent de liant pour les autres matériaux. Le produit est ainsi homogénéisé et la compression au travers d’une filière donne la forme finale. Cette méthode permet de réaliser par exemple, des poteaux pour l’agriculture, des parois d’insonorisation, des plaques de coffrage pour béton à longue durée de vie, des briques pour jardin. Les produits obtenus sont bas de gamme, cette solution n’est donc pas envisageable pour le recyclage des thermodurcissables en totalité. Elle permet seulement d’éviter à une très petite quantité des déchets thermodurcissables de ne pas être enfouie sous terre. Le recyclage mécanique est relativement peu intéressant du fait du coût qu’il nécessite et de la qualité limitée des produits qui en résultent Cette solution est, pour beaucoup de transformateurs de la filière, la seule méthode existante pour le recyclage des composites. De plus, le fait qu’il n’y ait aucunes obligations, pour les fournisseurs, de recycler leurs déchets, ceux-ci préfèrent les enfouir ou les placer en décharges. 2,1.2- Le recyclage chimique. La solution chimique au recyclage suit une méthode qui consiste à briser la structure tridimensionnelle formée par le réseau macromolécules/ponts de réticulation et ceci avec l’aide d’agents chimiques. Il existe plusieurs techniques de recyclage se rapportant au procédé chimique. La solvolyse est étudiée à l’école Centrale de Paris. Elle consiste à traiter le polymère par un solvant réactif capable de couper des liaisons présentes dans la structure macromoléculaire, conduisant à un mélange liquide de produits de dépolymérisation. Une séparation solide/liquide permet alors de récupérer les fractions inorganiques dans leur état d’origine et donc réutilisables. La fraction liquide peut être réutilisée pour la fabrication de nouveaux matériaux thermodurcissables. Une solvolyse BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

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performante permet donc un recyclage intégral du composite, associant une valorisation de tous les composants. Néanmoins, il faut noter que la fraction liquide obtenue, contrairement aux thermoplastiques ne permettra pas de revenir aux monomères de départ. Celle-ci pourrait tout de même être utilisée dans l’industrie chimique. Cette technique reste difficilement applicable, car le réseau tridimensionnel réticulé empêche les solvants de pénétrer au cœur du matériau. Voici un exemple de réticulation d’une résine époxyde avec les anhydrides d’acides. Cette réticulation regroupe trois types de réactions : Réaction 1 L’anhydride attaque un des groupes OH (hydroxyle) de la résine époxyde qui initient la réaction :

O

OH

O O

O

O

O C

O

C

O

C O C OH O

Réaction 2 Le groupe OH formé sur l’anneau phtalique va réagir avec un groupe époxydique d’une autre molécule pour donner :

O

O

O

C

O

C

O

O OH OH

O

Réaction 3 Le groupe époxydique d’une molécule peut attaquer le groupe OH d’une autre molécule sous l’effet catalytique du durcisseur :

O O OH OH OH

O

OH

O O

O O


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CH2

CH

O


La société Toshiba a développé en laboratoire un procédé de déréticulation qui vise à obtenir, à partir de résines réticulées (principalement des résines époxy), des prépolymères, qui pourront être à nouveau réticulés pour former une nouvelle pièce en composite. La résine à recycler subit tout d’abord une étape de décomposition, dans laquelle le réseau tridimensionnel (réticulation) est brisé. Dans le cas des résines époxy durcies initialement par un acide anhydride, l’agent de dissociation utilisé est un composé aminé (xylylènediamine). L’ensemble est chauffé (par exemple, une heure à 150°C). Si la dissociation est complète, la résine plastifiée est sous forme liquide. Cette résine peut être purifiée. On ajoute ensuite au produit de la réaction un composé permettant de reconstituer la forme thermodurcissable de la résine. En général, ce composé et l’agent de dissociation (difficile à éliminer de la résine plastifiée) sont incompatibles. Dans le cas présent, ils sont choisis de telle façon que la re-réticulation implique également l’agent de dissociation. Il est ainsi possible de fabriquer une nouvelle pièce en résine époxy thermodurcie. Figure 10 : Bilan de la solvolyse. Procédé

Produits traités

Solvolyse

Composites époxy durcis à l’anhydride de diacide/verre

Produits obtenus

Coût

Polyols Fibres de verre

Pas déterminés car en cours de développement (installation de laboratoire)

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 25 (consulté le 17/11/2005) Une autre technique, allie le recyclage mécanique à la solvolyse, dans la valorisation des déchets SMC par exemple. En effet, Les fibres obtenues par le recyclage mécanique sont partiellement polluées par des résidus de matière. Le traitement par solvolyse va ensuite conférer à ces fibres de faible longueur un état de surface qui donnera une meilleure adhésion pour leur réutilisation en tant que renforts. Le résultat de cette technique est convaincant car les fibres obtenues sont à la fin très peu contaminées (moins de 0,1%). Autre exemple de l’utilisation de la solvolyse, les circuits imprimés qui sont constitués du couple époxyde/verre et de certaines parties métalliques. La matrice, dissoute dans le solvant, va être facilement séparée des autres constituants. Un des freins à cet exemple, est la diversité des formulations chimiques pour les matrices époxydes. Cependant, il existe un procédé qui a été validé par son aptitude à solvolyser efficacement les broyats de circuits imprimés provenant des collectes actuelles d’ordinateurs en fin de vie. Une fois les déchets récupérés, ils peuvent être valorisés en les associant à des déchets de PET dans une réaction de glycolyse (c’est une solvolyse dont le solvant est un glycol) pour créer un polyol pour mousses PU. Ce dernier possèdera alors de nouvelles qualités comme l’ignifugation. La méthode chimique de recyclage s’avère être une méthode tout à fait intéressante car elle offre beaucoup de perspectives quant au recyclage des matériaux. Son inconvénient majeur est en fait, tout comme le recyclage mécanique, le problème de rentabilité économique. Car pour être pleinement efficace, la solvolyse doit permettre de gérer le traitement et la réutilisation, à la fois des renforts ou charges, et de la matrice liquéfiée. Ces remarques concernent en particulier les composites dont les fractions inorganiques ont une faible valeur commerciale comme par exemple le cas du carbonate de calcium dans les SMC. Le deuxième grand défaut de cette solution de recyclage est le fait qu’étant donné la quantité de formulations existantes pour les composites et donc le nombre de couples matrice/renforts existant, cela implique qu’il faut trouver différents composés ayant la capacité de solvolyser divers systèmes. Si une réaction fonctionne pour une formulation, rien ne permet de croire qu’il en sera vrai pour une autre. Une autre technique que la solvolyse est la pyrolyse en bain de sels fondus. Cette valorisation est à mi-chemin entre la valorisation énergétique et la valorisation matière. La réaction s’effectue entre 400 et 500°C et permet d’obtenir des produits pétrochimiques de valeur ajoutée intéressante de par leur capacité combustibles. Le bain de sels a une constitution chimique pouvant jouer le rôle de catalyseur et ainsi améliorer le rendement énergétique. Les produits de dégradation sont la plupart du temps des gaz, une fraction liquide, des goudrons et du coke. Les gaz dégagés vont servir à assurer l’autonomie BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

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énergétique en conférant leur énergie calorifique au processus. La fraction liquide récupérée peut être distillée en ligne par des équipements comportant une analyse chromatographique en continu, ou envoyée dans une unité de traitement de solvant. Le bain de traitement neutralise les polluants, tels que les gaz contenant du chlore ou du soufre qui se forment au cours de la réaction, il absorbe les impuretés et résidus (coke sels, complexes…) et agit comme un dissipateur de chaleur. Le gros avantage de ce procédé est que les produits obtenus sont propres. Dans le cas de l’utilisation de cette méthode pour recycler des thermodurcissables, les fibres pourront être récupérées, totalement dépolluées, lors de la régénération du bain ou de sa filtration. De plus, la pyrolyse pourrait permettre de recycler des produits contenant des polluants tels que la peinture ou les vernis. Il n’existe pas aujourd’hui de production industrielle utilisant la pyrolyse, elle reste au stade de l’essai. Figure 11 : Bilan de la pyrolyse en bain de sels fondus. Procédé

Produits traités

Produits obtenus

Coût

Pyrolyse en bain de sels fondus

Tous types de composites

Gaz combustibles Produits pétrochimiques Fibres de verre

Pas déterminés car en cours de développement (installation pilote)

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 24 (consulté le 17/11/2005) 2,1.3- Le recyclage thermique. Ce procédé est une méthode de recyclage par laquelle le composite à matrice thermodurcissable est réduit à la forme basique de ses composants chimiques ou à des dérivés de ceux-ci, en utilisant la chaleur, sous différentes formes et par le moyen de différents agents chimiques. Le recyclage par incinération sera choisi si la quantité d’énergie thermique contenue dans le déchet est grande et si cette énergie peut facilement être utilisée à des fins industrielles ou commerciales. La première étape, incontournable, avant l’incinération, est de réduire les morceaux de matériau à l’état de broyats de petite taille afin qu’ils soient facilement utilisables. Cette tâche est difficile physiquement et économiquement en raison des caractéristiques de quasi-indestructibilité qui constitue la qualité la plus avantageuse des composites. Les matériaux composites ont un pouvoir calorifique, de par leur teneur en polymère, permettant leur valorisation par production d’énergie. Leur PCI (pouvoir calorifique inférieur) est fonction de leur composition. Une estimation de ces valeurs peut être effectuée pour les composites à matrice polyester : -Polyester/fibres de verre (30%) : ~ 4000 kcal/Kg -Polyester/fibres de verre (70%) : ~ 2000 kcal/Kg Les déchets thermodurcissables peuvent être incinérés dans des Unités d’Incinération des Ordures Ménagères (UIOM) ou dans des unités spécialisées dans le traitement de déchets industriels. Ils pourraient également servir de combustible de substitution dans les cimenteries. L’incinération en UIOM consiste en fait à valoriser énergétiquement les déchets composites en les mélangeants avec les OM (ordures ménagères) dont le PCI est compris entre 1800 et 2200Kcal/kg. Celui-ci dépend de la présence ou non de verre et du pourcentage de plastique, qui est en pleine augmentation. Le four à grille est la technologie la plus utilisée. Les déchets sont introduits dans le four et brûlés pendant une durée de deux à trois heures à une température maximale de 400 °C pour les solides et de 1000°C pour les gaz. Les fours à grille peuvent travailler dans une gamme de PCI assez large : 1700 à 2300 Kcal/kg. L’incinération en UIOM génère des MIOM (Mâchefer d’Incinération des Ordures Ménagères) et des REFIOM (Résidus d’Epuration de Fumée d’Incinération des Ordures Ménagères). Les mâchefers peuvent être dans certains cas valorisés dans le génie civil. La présence de verre dans les composites pourrait permettre d’améliorer leur qualité.


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Figure 12 : Bilan de l’incinération en UIOM. Procédé

Produits traités

Produits obtenus

Coût

Incinération en UIOM


Energie MIOM REFIOM

De 76 à 228 euros la tonne

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 12 (consulté le 17/11/2005) Les centres d’incinération industrielle sont peu nombreux par rapport aux UIOM et sont spécialisés dans le traitement des DIB (déchets industriels banals). Il est intéressant de prendre l’exemple du site de Trédi Salaise. Cette entité possède trois unités d’incinération dont la plus performante utilise un four à grille ayant une capacité de 120000 tonnes par an. La température du four s’étale de 650°C (au niveau de la grille) à 800°C. Ce centre a la particularité de produire de l’électricité qui sera revendue à EDF. Au final, il subsiste l’équivalent d’environ 30% des déchets entrant sous forme de MIDI (Mâchefers d’Incinération de Déchets Industriels) qui sont actuellement entreposé en CET (Centre d’Enfouissement Technique) en attendant une autorisation pour l’utilisation comme charges dans les remblais de travaux publics.

Figure 13 : Centre d’incinération de TREDI-Salaise. Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 14 (consulté le 17/11/2005) Figure 14 : Bilan de l’incinération industrielle. Procédé

Produits traités

Produits obtenus

Coût

Incinération

Tous types de composites (sauf ignifugeants halogénés)

Energie MIDI

De 76,25 à 122 euros la tonne

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 15 (consulté le 17/11/2005) Outre les procédés conventionnels d’incinération, les déchets composites thermodurcissables peuvent être utilisés comme combustible de substitution en cimenterie. La matière première broyée est chauffée à une température de 1450°C dans un four rotatif légèrement incliné. Il existe deux façons d’introduire la matière dans le four : - Introduction au niveau du capot de chauffe pour l’alimentation de la flamme: dans ce cas la dimension des broyats ne doit pas excéder 3 à 4 mm.


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- Introduction directement à l’arrière du four avec les matières premières : dans ce cas le combustible ne nécessite pas de préparation préalable mais le rendement est légèrement inférieur. Des produits de dimension de 5 à 10 cm peuvent être utilisés. Les déchets composites riches en CaCO3, en silice et en alumines, incorporés au ciment, sont intéressants. Cette méthode permet de recycler à la fois les charges minérales et la partie organique (sous forme énergétique). Néanmoins, la combustion en cimenterie nécessite des volumes importants et réguliers (3000 à 10000 tonnes par an) et des qualités constantes en terme de PCI par exemple. Il est possible de diminuer les quantités à fournir en les mélangeants à un autre composé servant déjà comme combustible et de PCI voisin. Pour obtenir une meilleure qualité de combustible, leur préparation est généralement effectuée par des organismes spécialisés. Figure 15 : Bilan de la co-combustion en cimenterie. Procédé

Produits traités

Produits obtenus

Coût

Incinération en cimenterie

Tous types de composites renforcés verre

Energie Matière première pour les ciments

Inférieur à 76 euros la tonne + les coûts de broyage

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 17 (consulté le 17/11/2005) Il existe d’autres procédés qui entrent dans la catégorie du recyclage thermique : La pyrolyse haute température est un procédé moins répandu qui peut être utilisé pour recycler un plus large mélange de polymères. Les déchets sont traités dans un four à très haute température (1200 – 1500 °C) contenant un magma vitreux. Celui-ci minéralise les matériaux introduits. L’ajout de SiO2, CaO, et FeO peut s’avérer nécessaire, si ces éléments ne sont pas contenus dans les déchets, pour entretenir le magma vitreux. En sortie de four, on récupère des granulés de verre valorisables en tant qu’abrasifs ou éventuellement en granulats et des poussières métalliques pouvant être recyclées. Le procédé ne conduit pas à la formation de substances organiques indésirables et produit un gaz synthétique propre, qui peut être utilisé comme source d’énergie. Figure 16 : Bilan de la pyrolyse haute température. Procédé

Produits traités

Pyrolyse haute température

Tous types de composites (avec une faible teneur en halogènes)

Produits obtenus

Coût

Energie Granulés de verre

A déterminer par les phases d’essais. Du même ordre de grandeur que l’incinération

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 21 (consulté le 17/11/2005) La thermolyse est utilisée pour traiter des déchets organiques à des températures modérées (entre 450 et 750°C). Ils sont introduits dans un four hermétique empêchant la présence d’oxygène. La décomposition des déchets donnera deux phases distinctes : une phase gazeuse et une phase solide. Une fois les résidus lavés et après séparation des métaux et des composés inertes, il reste un composé carboné pouvant être valorisé comme combustible ou en tant que matière première dans l’industrie. Ce combustible possède un pouvoir calorifique acceptable et ses possibilités de consommation sont étalées dans le temps car il peut être stocké. Cependant, il faut faire des recherches pour trouver des débouchés viables à ce combustible. Le gaz issu de la thermolyse est constitué d’une fraction condensable et d’une fraction non condensable à température ambiante, utilisée comme combustibles après dépoussiérage. Le gros avantage de ce procédé par rapport à l’incinération est qu’il produit deux fois moins de fumées et que celles-ci ne contiennent ni dioxines, ni métaux lourds. Les installations de traitements des fumées sont donc nettement moins importantes.


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Figure 17 : Bilan de la Thermolyse. Procédé

Produits traités

Produits obtenus

Coût

Thermolyse


Energie Solide carboné (combustible)

Environ 88 euros la tonne

Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 23 (consulté le 17/11/2005) L’hydrolyse (technique beaucoup moins fréquente) offre un contrôle facile de la composition des produits, peu de difficultés dans la séparation et la purification des produits et un capital d’investissement relativement peu élevé avec une usine de taille modeste. Néanmoins, le procédé est plus favorable pour le recyclage de matériaux homogènes que pour un composé hétérogène. Un exemple de l’utilisation de l’hydrolyse est l’entreprise Peninsula Copper Industries Inc. De Hubbell, Michigan, qui possède depuis 1991 une usine d’hydrolyse à l’échelle commerciale servant principalement à récupérer les charges et renforts dépollués des circuits imprimés. Peninsula utilise les monomères et oligomères produits par ce processus pour alimenter le réacteur d’hydrolyse et pour fournir un chauffage ambiant aux aménagements. Cette société a choisi la méthode de l’hydrolyse à cause du bon état des charges et renforts résultant de cette réaction. La présence de dioxygène, dans le réacteur, permet aux résines d’être complètement brûlées ce qui fait que les renforts de verre et les fibres sont quasiment débarrassés de toute matière organique. Ces renforts pourront donc être, selon Peninsula, réutilisés pour leur utilisation première : améliorer les caractéristiques mécaniques du matériau. Par des tests sur des renforts ayant subi le procédé d’hydrolyse, l’entreprise a pu montrer que les caractéristiques à la traction, flexion et compression d’un polyester thermodurcissable chargé à 15% de fibres de verre recyclées étaient comparables à celles d’un polyester chargé de fibres de verre vierges. En effectuant un test sur un PP chargé à 22% de fibres de verre récupérées à la suite de l’hydrolyse d’un déchet, Peninsula a également montré que le module en traction ainsi que l’allongement à la rupture n’étaient que très peu inférieurs aux valeurs obtenues pour une matière chargée de fibres vierges. 2,2- Réglementation. La filière composite est concernée par trois directives européennes : -Directive 1999/31/CE, concernant la gestion des déchets avec notamment la réglementation des CET (Centres d’Enfouissement Technique) -Directive 2002/96/CE, relative aux DEEE (Déchets d’équipements électroniques et électriques) -Directive 2000/53/CE, relative aux VHU : cette directive a fait l’objet d’un décret (n° 2003-727) paru le 1er août 2003 et consultable sur Internet A l’heure actuelle la majorité des déchets de production en composite est stockée en centre d’enfouissement technique (CET). La loi du 13 juillet 1992 modifiée depuis le 1er juillet 2002, interdit aux CET de recevoir autre chose que des déchets ultimes. Cette loi s’applique aussi bien aux déchets de productions qu’aux produits en fin de vie. Par la circulaire d’avril 1998, il est possible pour chaque département de donner une définition locale du déchet ultime. Cette loi arrive alors que les CET sont de plus en plus saturés et que le coût de l’enfouissement augmente de manière importante (plus de 90 euros la tonne). Les directives européennes sur les produits en fin de vie (les VHU, et les Déchets d’Equipements Electroniques et Electriques : DEEE) vont contraindre les entreprises concernées à rechercher de nouveaux modes de valorisation pour les éléments en composite. -Le nombre de VHU généré chaque année en France est compris entre 1.2 et 1.6 millions. L’industrie automobile utilise les matériaux composites thermodurcissables pour la réalisation de différentes pièces telles que des pare-chocs, certaines pièces de carrosserie, les supports de toits ouvrants… La directive européenne impose une valorisation de 85 % des VHU avec un taux de recyclage et de BOUTIN Manuel LAISNEY Antoine

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réemploi de 80 % d’ici 2006. Elle introduit également la responsabilité des producteurs dans la gestion de ces déchets ce qui n’était pas le cas avant. - Les composites sont également présents dans les équipements électroniques (circuits imprimés, coffrets électriques…). En 2000, 1,5 millions de tonnes de DEEE en fin de vie ont été générés en France. Jusqu’ici 90 % de ces déchets ne subissaient aucun traitement de valorisation. La nouvelle directive prévoit des objectifs de valorisation compris entre 70 et 80 % pour 2006, ainsi que la responsabilité du producteur dans le financement de l’élimination des déchets et dans l’organisation de la filière.

3-Les solutions à venir quand au recyclage des matériaux composites : Les solutions actuelles de recyclage ne sont pas toutes utilisées à grande échelle car elles sont en cours d’approfondissement et méconnues de la plupart des transformateurs de thermodurcissables. Etant donné l’évolution des réglementations sur le stockage en CET ou en décharge, de plus en plus de partenariats entre chercheurs et industriels se mettent en place pour rechercher de nouvelles techniques de recyclage mais aussi d’approfondir les techniques existantes. 3,1- Le recyclage des composites à fibres de carbone. Les limitations d’enfouissement des déchets dans les CET imposent aux industriels la recherche de solutions de valorisation. Les fibres de carbone contenues dans ces composites sont des produits de forte valeur qu’il serait intéressant de pouvoir récupérer pour d’autres utilisations. Des procédés de recyclage ont d’ores et déjà été identifiés et testés dans le cadre du projet Recycomp, par exemple, portant sur la valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Le procédé de thermolyse permet, d’après un essai réalisé entre l’ARAMM et SGL Carbon, d’obtenir à partir de composites renforcés de fibres de carbone, des fibres ou des tissus de carbone.

Figure 18 : Fibres de carbone récupérées après le traitement de thermolyse. Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets composites à matrice thermodurcissable. Date : janvier 2004-Juin 2005 Page : 18 (consulté le 13/11/2005)


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Une fois ces fibres récupérées la seule façon de les valoriser impliquera probablement le rebroyage. C’est pourquoi l’Ecole des Mines d’Alès a effectué un essai à l’aide d’un broyeur à couteaux en faisant varier la taille de la grille de sortie de 10 mm à 1 mm.

Figure 19 : Fibres de carbone récupérées par thermolyse après broyage. Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets composites à matrice thermodurcissable. Date : janvier 2004-Juin 2005 Page : 19 (consulté le 13/11/2005) Les observations suivantes ont été faites : - Le produit à broyer est très léger et l’utilisation du broyeur à couteaux ne permet pas d’avoir un flux continu. On observe un envol de matière dans le haut du broyeur. De ce fait les débits obtenus en laboratoire sont très faibles. - Le triage des produits fibreux s’avère difficile - On observe une agglomération des fibres sous forme de boulettes Des observations de ces fibres au microscope optique ont été réalisées. Les dimensions des fibres vont de quelques dizaines de microns à 1,5 mm et sont très enchevêtrées. L’agglomération des fibres est très importante et leur dispersion lors de l’incorporation dans un autre produit semble difficile. Un partenariat entre Compositec, l’ADEME, l’ARAMM et les industriels du secteur des composites effectuent, depuis octobre, des recherches sur le projet RECYCARB. Ce projet a pour but de poursuivre les recherches et trouver des solutions au problème de recyclage des composites renforcés avec des fibres de carbone, dont les déchets sont, pour la grande majorité, mis en CET. Le projet Recycarb a pour objectifs de poursuivre les travaux initiés dans le projet Recycomp et de contribuer à la mise en place de filières de valorisation pour les fibres de carbone issues du secteur des composites. Il comporte les étapes suivantes : - Evaluation du tonnage de déchets à base de fibres de carbone issus de la filière composite au niveau national et européen. - Etat de l’avancement de la recherche des solutions de valorisation pour ces déchets. - Poursuite des essais initiés dans le projet Recycomp sur les procédés de recyclage des fibres de carbone. En fonction des conclusions du projet Recycarb, d’autres recherches seront lancées, avec les partenaires industriels intéressés, sur des solutions de recyclage spécifiques et sur les différentes valorisations pour les fibres de carbone recyclées.

3,2- L’introduction de déchets composites dans les matrices thermoplastiques


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Le projet Recycomp1en association avec L’ARAMM a identifié la possibilité d’introduire des déchets thermodurcissables dans des thermoplastiques. Des recherches ont été effectuées lors du projet Recycomp2 pour tester la faisabilité de cette technique à grande échelle. Des essais ont été réalisés avec une fraction micronisée obtenue par broyage de déchets de SMC/BMC par l’entreprise MCR. Le mélange 80% PPFV (Polypropylène chargé Fibres de Verre) vierge + 20 % PPFV recyclé ainsi créé possède un comportement en flexion et en traction très satisfaisant par rapport à la matière vierge. La dilution du PPFV30 recyclé dans de la matière vierge permet d’obtenir les propriétés mécaniques souhaitées. Suite aux résultats obtenus, des essais de moulages ont été réalisés à l’usine Plastic Omnium d’Amiens. L’injection de la matière s’est effectuée sans problème et avec un temps de cycle identique à celui des pièces séries. Suite à ces résultats concluants, des plaques ont été injectées avec le mélange 80% PPFV vierge + 20 % PPFV recyclé. Pour la suite des essais, des éprouvettes seront découpées dans ces plaques selon trois directions afin de connaître l’influence de l’orientation des fibres sur les propriétés mécaniques. Les résultats obtenus permettront alors de dimensionner l’outillage nécessaire à la fabrication de pièces automobiles en série. Dés que le moule sera réalisé, des pièces seront moulées et testées afin de lancer une production en série en février 2006. 3,3-Les composites résines/fibres naturelles. Il est possible d’incorporer à une résine thermodurcissable des fibres naturelles qui peuvent être issues de l’agriculture. Ces fibres peuvent être des fibres de bois, de chanvre, de lin… Leur particularité est leur grande recyclabilité car elles peuvent être brûlées. Bien qu’apparaissant plus écologiques que les autres fibres et plus facilement transformables, leurs caractéristiques physiques sont pourtant mal maîtrisées. En effet, des problèmes subsistent, car, à l’heure actuelle, il n’existe pas de procédé industriel permettant d’obtenir des fibres bien calibrées ayant toutes les mêmes propriétés mécaniques. En outre leur capacité de reprise d’humidité (8 à 10%) est également un frein à leur utilisation. Néanmoins, il est prouvé que, si leur fabrication était mieux maîtrisée, leur module d’Young pourrait égaler celui des fibres de verres. Cette dernière remarque associée à leur facilité de recyclage nous permet de croire que l’avenir de ces fibres n’est pas compromis.

CONCLUSION


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Les transformateurs de thermodurcissables ne se sentent pas, à l’heure actuelle, réellement concernés par le recyclage de leurs produits. Certain d’entre eux ne connaissent même pas une seule possibilité de recyclage des thermodurcissables. Cependant, quelques techniques se développent comme par exemple le broyage et l’utilisation comme charges dans d’autres matériaux pour le recyclage mécanique, la solvolyse pour le recyclage chimique et la combustion en cimenterie pour le recyclage thermique. Beaucoup de ces processus sont encore à l’état d’étude en laboratoire (la solvolyse a beau donner des résultats satisfaisants, elle est encore réalisée à petite échelle). Mais de plus en plus d’études sont en cours pour déterminer de nouveaux procédés ou permettre de diminuer les coûts alliés à ces méthodes. La question qui se pose maintenant est celle de l’avenir des thermodurcissables. Car lorsque les lois sur l’obligation du recyclage des composites entreront en vigueur, le coût du matériau s’en trouvera considérablement augmenté. Coût qui pourra faire pencher la balance du côté de la recherche de nouvelles matières. En effet, il peut s’avérer être une erreur de penser que les propriétés des thermodurcissables sont inégalables.

ANNEXE


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Annexe 1 : Les débouchés pour les produits issus du broyage. Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 Page : 19 (consulté le 17/11/2005)

BIBLIOGRAPHIE


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Ouvrages : - MATERIAUX COMPOSITES Comportement mécanique et analyse de structure. Editions : TEC&DOC par J.M. Berthelot, nombre de pages : - Technologie des composites. Editions : HERMES par Maurice Reyne, nombre de pages : 198

Supports informatiques : - Centre de ressources matériaux composites : Compositec-Savoie Technolac [en ligne]. (consulté le 13/10/2005) - Nadia BAHLOULI. Cours « composites » du DESS MASI. Université Louis Pasteur Strasbourg. Sans date (consulté le 13/10/2005) - ADEME : agence de l’environnement et de l’énergie. (consulté le 15/ 11/2005) - Le site de la fédération de la plasturgie. (consulté le 06/11/2005) -Le site de l’ISPA. (Consulté le 06/11/2005) - Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux - Ecole Centrale Paris Grande Voie des Vignes 92295 CHATENAY-MALABRY Cedex (consulté le 06/11/2005) - Le service public de la diffusion du droit. (consulté le 15/11/2005) Rapports consultés : -Guide déchets ; valorisation des déchets en composites thermodurcissables. Date : Octobre 2003 (consulté le 17/11/2005), nombre de pages : 38. -Ouvrage : Guide déchets ; valorisation des déchets composites à matrice thermodurcissable. Date : janvier 2004-Juin 2005 (consulté le 13/11/2005), nombre de pages : 27. -L’industrie française des matériaux composites Rapport final : d’une étude réalisée par NODAL Consultant pour le compte de la DiGITIP / SIM, nombre de pages : 129.

INDEX


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ADEME : agence de l’environnement et de l’énergie BMC : Bulk Molding Compound CET : Centre d’Enfouissement Technique DEEE : Déchets d’Equipements Electroniques et Electriques DIB : Déchets Industriels Banals GD : Grande Diffusion GPIC : Groupement de la Plasturgie Industrielle et des Composites HP : Haute Performance MCR : Mixt Composit Recycling MIDI : Mâchefer d’Incinération de Déchets Industriels MIOM : Mâchefer d’Incinération d’Ordure Ménagère OM : Ordures Ménagères PAN : Polyacrylonitrile PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur PET : Polyéthylène Téréphtalate PP : Polypropylène PPFV : Polypropylène avec Fibres de Verre PU : Polyuréthane REFIOM : Résidus d’Epuration de Fumée d’Incinération des Ordures Ménagères SMC : Sheet Molding Compound UIOM : Unité d’Incinération des Ordures Ménagères VHU : Véhicule Hors d’Usage


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Le recyclage des materiaux composites

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