Academic literature on the topic 'Matières plastiques – Recyclage'

Tout en peignant un rapide tour d'horizon du recyclage, cette étude s'oriente rapidement vers le recyclage de matière plastique par un axe d'approche inhabituel : le matériel utilisé pour le travail des thermoplastiques et son efficacité lors d'une utilisation pour le recyclage. Partant du constat que les matériels industriels n'ont pas été conçus pour régénérer des matières plastiques en mélange, nous avançons une idée de création d'un matériel innovant qui pourrait convenir à une application de recyclage de matière plastique en mélange. Un appareil créant un champs de cisaillement/étirement devrait être capable d'améliorer les qualités du mélange. Partant de ce besoin, nous avons conçu un appareil innovant, le plast-mix (P. M. ) pour disperser finement des chaînes de polymères en vue d'une compatibilisation. Pour valider ce principe de fonctionnement, nous avons réalisé une étude comparative sur le comportement avec ou sans traitement d'un mélange PEhd/PP. Les analyses comparatives des essais de traction, des essais d'analyse thermique différentielle ATD. De raisonnance magnétique nucléaire du solide, RMN, et des clichés pris au microscope électronique à balayage, MEB, du mélange à différente composition ont été très instructives. Sur le plan de la qualité de mélange, le P. M. Apporte une dispersion fine des composants. En revanche, des différences significatives en limite de rupture, nous montrent que le traitement a apporté une amélioration des propriétés du mélange. Cette amélioration est attribuée à la dispersion fine des composants. Cette étude encourageante par ses résultats valide l'idée qu'un cisaillement intense améliore la qualité des mélanges de polymères.

Le recyclage des véhicules hors d'usage impose une séparation des éléments qui les constituent. Dans le cas particulier des matières plastiques, un tri supplémentaire par matière serait nécessaire pour obtenir des gisements homogènes, mais les coûts sont rédhibitoires. Il faut donc accepter de recycler des polymères mélanges. L'étude engagée ici concerne un mélange à base de polypropylène et d'une faible quantité de polyamide. D'abord, il a été constaté qu'une quantité de polyamide supérieure à 5% en volume était préjudiciable aux propriétés en traction du polypropylène. Des compatibilisants ont été ajoutés. Si l'effet de dispersion s'est bien produit, il s'est opère parallèlement une fragilisation relativement surprenante : la réaction chimique consécutive à la compatibilisation a provoqué une diminution de la déformabilité du matériau. Puis, les méthodes d'investigation engagées pour l'étude du couple polypropylène/polyamide ont été adaptées à d'autres couples de compositions similaires. Le taux de 5% est effectivement un taux critique, quelle que soit l'impureté introduite dans le polypropylène
C'est le cas pour le polyoxyméthylène, et également pour un matériau pourtant très différent des thermoplastiques : le carbonate de calcium. Ce taux de 5% en volume semble marquer une transition de type ductile-fragile observée lors de la sollicitation en traction. La sensibilité particulière des caractéristiques autour de ce taux, la proximité de la température de transition vitreuse du polypropylène et la modification de la mobilité moléculaire due à la compatibilisation expliquent les valeurs a priori surprenantes mesurées sur certains allongements à la rupture. De plus, il est intéressant de constater que, contrairement à ce que l'on lit dans la littérature concernant les mélanges équilibrés de polymères incompatibles, l'adjonction de compatibilisants n'est pas nécessaire. Cette différence de tendance s'explique par la conjonction des facteurs que l'on vient d'évoquer, sans laquelle cette transition ductile-fragile, différente de la transition vitreuse, n'aurait pas été mise en évidence

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018
Les plus récents estimés indiquent que seulement 32% des plastiques post-consommation (emballages, sacs et contenants) sont récupérés par la collecte sélective des matières recyclables au Québec, et une quantité probablement encore moindre est réellement recyclée. Pourtant, le recyclage a été identifié comme une des stratégies clés permettant la mise en place d’une véritable économie circulaire des plastiques. Présentement, un manque de données précises et transférables entre les acteurs de la chaîne de valeurs rend plus difficile l’application de mesures efficaces pour augmenter la qualité des plastiques voués au recyclage thermomécanique. De plus, il existe peu de solutions de recyclage pour les flux de plastiques fortement hétérogènes, alors que la diversité des emballages disponibles sur le marché est sans cesse croissante. Ce travail de recherche avait pour objectif d’étudier la qualité des plastiques mélangés en provenance du centre de tri de Gaudreau Environnement Inc., et de développer une technologie de recyclage applicable aux flux hétérogènes de plastiques. Une caractérisation combinant des équipements industriels et des analyses de laboratoire a permis de dégager un taux de qualité correspondant à la concentration réelle d’un polymère visé dans un échantillon trié par séparateur optique. De plus, la caractérisation des contaminants a démontré que les plastiques faits de polystyrène et de polyvinyle chloré sont sujets à de grandes variations de qualité. Une méthode de recyclage de ces plastiques est proposée ici, soit l’utilisation d’agrégats de plastiques recyclés comme substituts au sable pour des mélanges expérimentaux de béton. Le plastique a généré des bétons ayant une plus grande ténacité élastique et une résistance thermique plus élevée que le béton conventionnel. Cette technique de recyclage a semblé convenir aux flux hétérogènes de plastiques, notamment lorsque plusieurs types de polymères sont présents, car les critères de qualité diffèrent de ceux employés pour évaluer les plastiques voués au recyclage thermomécanique conventionnel.
According to recent estimates, only 32% of all postconsumer plastics are collected by curbside collection programs in the province of Quebec (CANADA), and an even smaller amount may be actually recycled into new products. Recycling has nonetheless been identified as one of the key strategies needed to enable a transition to a fully circular economy for plastics. At this time, a lack of precise data, transferable between all stakeholders of the plastics value chain, prevents the implementation of efficient measures to upgrade the quality of plastics channelled towards thermomechanical recycling. Also, very few recycling techniques are designed for heterogeneous plastic streams, while an increasingly varied array of plastic packaging is found on the consumer market. This research aimed to study the quality of a mixed plastics stream produced by Gaudreau Environnement Inc.’s material recovery facility, and develop a recycling technique able to process an heterogeneous plastic stream. A combination of industrial machineries and laboratory analyses was used to characterize the quality of the mixed plastics, and a quality index was generated to estimate the concentration of a targeted polymer in a sorted plastic stream. A characterization of contaminants showed that polystyrene and polyvinyl chloride streams experienced more variation in terms of quality for recycling. A potential valorization route was investigated, where recycled plastic aggregates were substituted to sand in experimental concrete blends. Plastic aggregates helped confer greater elastic toughness and a higher thermal resistance to concrete. Plastic aggregates with a high bulk density, such as those derived from PVC, generated concretes with the best mechanical performances. This recycling technique seems promising for heterogeneous plastic streams, particularly when several polymers are present, since its quality parameters differ from conventional thermomechanical recycling.

Les déchets d’équipements informatiques sont composés d’une grande diversité de matériaux plastiques dont le recyclage nécessite la recherche et le développement de nouvelles technologies de séparation physique. L’objectif de ce travail a été de mettre au point un procédé utilisant l’effet triboélectrique pour assurer la charge des granules de plastique et les forces du champ électrique pour les séparer. Après une brève présentation des phénomènes physiques en jeu, nous décrivons les deux dispositifs à lit fluidisé et les deux séparateurs électrostatiques que nous avons conçus et construits. Ceux-ci nous ont permis d’abord l’étude des facteurs influents du processus de charge triboélectrique en lit fluidisé de certains matériaux plastiques granulaires (PVC, PET, ABS, PS), en utilisant la méthode des plans d’expériences. La problématique de l’optimisation de la charge acquise dans les dispositifs à lit fluidisé par des mélanges binaires de matériaux granulaires a été abordée ensuite, en utilisant la même méthodologie. L’influence de l’humidité et de la température de l’air de fluidisation sur l’efficacité de la charge a été quantifiée par l’étude de la déviation des granules en champ éléctrique. Nous proposons un modèle numérique des trajectoires des granules chargés dans le champ électrostatique d’un séparateur à chute libre. Ce modèle a été validé par des essais réalisés avec plusieurs mélanges de matériaux plastiques (ABS, ABS-PC et HIPS). Les résultats expérimentaux confirment la charge triboélectrique en lit fluidisé suivi de la séparation en champ électrostatique comme procédé efficace de traitement de déchets d’équipements informatiques
This work aimed at elaborating a process using triboelectrisation for charging plastic granules and electric field forces to separate them. After an introduction to the state of the, the author describes the two fluidised bed tribocharging devices and the two electrostatic separators that he built. The factors that influence the tribocharging of certain granular plastics (PVC, PET, ABS, PS) i. E. Duration of charging process, particle size, nature of the surfaces in contact, were evaluated using the design of experiments method. The influence of ambient temperature and humidity on charging binary mixtures of plastics was investigated using the same methodology. A numerical model of charged particle trajectories has been validated by experiments performed on granular mixtures of ABS, ABS-PC and HIPS. The experimental results confirm that tribocharging in a fluidised bed followed by electrostatic separation is an effective process for informatics equipment waste treatment

L’obligation croissante de gérer et de valoriser les déchets industriels et ménagers conduit au développement de nouveaux produits recyclés. Notre étude concerne la valorisation de sous-produits de la filière bois par agglomération sous forme de panneaux au cours d'un procédé simple de pressage à chaud. Le premier type de produits développés est constitué de sciure de chêne ou de broyat de résineux agglomérés par des déchets plastiques d'origine industrielle ou ménagère (proportions massiques: 3: 1). L’utilisation de déchets humides ou l'addition d'agent tensioactif pour homogénéiser les mélanges bois-plastiques ainsi que l'optimisation des paramètres de fabrication ont conduit à l'obtention de panneaux aux résistances en flexion proches de celles des panneaux de particules. Les panneaux bois-thermoplastiques présentent des variations dimensionnelles après immersion plus faibles que les panneaux de particules. Ces caractéristiques peuvent être expliquées par l'adhésion mécanique entre bois et plastique, adhésion mise en évidence par microscopie électronique à balayage. De plus, la nature thermoplastique des déchets autorise le recyclage des produits fabriqués : des tests de recyclages successifs, par simple rebroyage et repressage sans addition de matière, ont montré une décroissance lente des caractéristiques mécaniques par rapport à celles des panneaux de première génération. Reste le problème du coût de fabrication de tels matériaux : face au prix bas des panneaux de particules, consécutif à une production de masse, il apparaît difficile de rivaliser. Toutefois, l'évolution réglementaire visant à favoriser le recyclage pourrait à court ou moyen terme rendre ces composites économiquement intéressants. Le second type de matériaux réalisés est constitué majoritairement d'écorces : il s'agit soit de panneaux biodégradables à usage horticole, soit de panneaux décoratifs destinés au secteur de l'agencement et de l'ameublement. Une première approche de marché s'est avérée prometteuse et permet d'espérer un développement à court terme de ces produits

La prise en compte de la gestion des produits en fin de vie est devenue incontournable dans la conception de produits complexes. Ainsi, pour atteindre les objectifs de la réglementation sur l’élimination des véhicules hors d’usage et compte-tenu de l’augmentation croissante de la part de matières plastiques dans les véhicules, la Supply Chain automobile doit désormais justifier de scénarios de valorisation fiables pour leurs produits et par conséquent pour ces matières. L’industrie des matières plastiques, matière techniquement incontournable dans la société de consommation actuelle, est soumise à des pressions sociétales, environnementales et réglementaires fortes remettant en cause leur devenir dans la société. Pour répondre aux pressions environnementales, une des voies de recherche proposée est le développement de filières de recyclage permettant d’économiser des ressources en faisant du déchet une matière première. Ces filières sont des systèmes émergents dont les critères d’évolution doivent être définis. L’industrie automobile a développé de nombreux outils de conception pour le recyclage. Mais ces outils ne prennent pas en compte le devenir des matières plastiques suite au recyclage soit les caractéristiques propres aux filières, les producteurs et équipementiers ne se voyant pas comme utilisateurs de celles-ci. La problématique de l’intégration des filières de recyclage dans la Supply Chain automobile trouve son origine dans le manque de connaissances sur les filières des parties impliquées dans leur développement. Nous proposons donc, dans ce travail de recherche un outil de modélisation des filières- ODEFIRE- constituant par l’intermédiaire des mesures des performances des filières, une aide à la décision à destination des parties prenantes, dont la Supply Chain automobile, pour mettre en place les actions nécessaires pour stabiliser les filières. Nous proposons également une démarche d’acquisition des connaissances sur les filières- DAIMRE- à destination des équipementiers et s’appuyant sur ODEFIRE, permettant de favoriser l’utilisation de matières plastiques recyclées dans des pièces à haute valeur ajoutée et par ce biais de pérenniser l’intégration des filières dans la Supply Chain Automobile
Product end-of-life management must be considered in product design. To reach the European End-of-Life Vehicle (ELV) directive objectives and in view of the growing plastics' use in vehicles, the automotive Supply Chain must now set up reliable recovery scenarios for its products and therefore for these materials. The plastics industry, material technically unavoidable in our society, is subject to societal pressures, environ mental regulations. An answer to the se pressures is the development of recycling industries to save resources by making the waste a raw material. These networks are emerging systems whose development criteria must be defined. The automotive industry implemented many tools of design for recycling. But these tools do not take into account recycled plastics, that is to say the recycling networks characteristics, producers and suppliers don't see them as potential recycled material users. The limits of recycling networks' integration in the automotive Supply Chain find their origin in lack of knowledge on recycling industries characteristics by stakeholders involved in their development. We thus propose in this research a recycling networks' modelling tool - ODEFIRE- corresponding through network capabilities measures to a decision aid for stakeholders, including the Supply Chain Automotive. This aid concerns the implementation of the right actions to develop recycling industries. We also propose an approach for creating knowledge on recycling networks-DAIMRE-for automotive suppliers. This method authorizes, through the use of ODEFIRE, to promote the use of recycled plastics in high value parts. The aim is to sustain recycling industries integration in the automotive Supply Chain

Dans le cadre du recyclage des bouteilles en PVC et en PET, la séparation entre plastiques, nécessaire pour des raisons d'incompatibilité (chimique, mécanique), doit réduire à moins de 100 ppm la pollution d'une résine par l'autre. Cette étape est rendue particulièrement délicate du fait de leur densité similaire. L’objectif de nos travaux est d'évaluer si la physico-chimie de surface de ces plastiques, et/ou sa modification, permet d'envisager une séparation par flottation-moussage. La flottation s'appuie principalement sur les différences de mouillabilité entre particules. Les PVC et PET étant hydrophobes, un traitement de surface visant à rendre sélectivement hydrophile l'un d'entre eux est nécessaire. Dans le cadre du traitement physico-chimique envisage, une macromolécule organique a été sélectionnée au laboratoire (tube Hallimond) pour son action déprimante sélective sur le PET. Des essais de flottation en cellule pneumatique et la comparaison des propriétés de surface (chimie, mouillabilité, potentiel Zeta) avant et après traitement ont permis de montrer que l'action hydrophilisante de ce réactif est liée à la présence de calcium, ou, plus généralement, de cations bivalents. Le calcium, coadsorbé en même temps que la macromolécule sur la surface de plastique, permettrait la mise en place d'interactions électrostatiques. L'étude des paramètres, en cellule pneumatique, a permis de déterminer les conditions de séparation les plus favorables en terme de concentration en réactif, de pH, de granulométrie et de forme des particules. L’efficacité de la séparation par flottation est cependant affectée par l'hétérogénéité du gisement français de PVC. Malgré cette hétérogénéité, l'application à des mélanges réels issus du circuit de recyclage français actuel a donné des résultats encourageants. La quantité de PVC purifiée et la qualité du tri sont fonction à la fois du mode de lavage et de la forme des particules de PET. La méthodologie adoptée peut s'appliquer à d'autres mélanges de plastiques ou à d'autres mélanges contenant des plastiques.

Le recyclage des déchets plastiques issus des déchets d'équipements électriques et électroniques (D3E) est devenu un enjeu majeur de nos sociétés afin de limiter leur impact environnemental. Le recyclage mécanique apparaît aujourd’hui comme une solution mature industriellement et adaptée pour produire de matières premières de recyclage (MPR). L’objectif de cette thèse est la compatibilisation de mélange de plastiques issus de la filière de tri des D3E en vue de leur valorisation par recyclage mécanique. La caractérisation des mélanges D3E par des analyses FT-IR, fluorescence-X, ATG et DSC a montré qu’il s’agissait de mélanges complexes contenant majoritairement des polymères styréniques et des polyoléfines et de faible pourcentage de PVC, PMMA, PC… Ces mélanges, mis en œuvre, présentent des propriétés mécaniques très faibles par rapport aux polymères techniques et de commodité. Ces résultats ont démontré la nécessité d’une compatibilisation de ces D3E en vue de leur transformation en MPR. Au vu de la complexité des mélanges, la compatibilisation in situ à l’aide de réactions radicalaires est apparue particulièrement prometteuse. Une première approche a consisté à générer les radicaux par irradiation puis, en deuxième approche, par ajout d’amorceurs chimiques. Ces deux approches n’ont pas produit d’améliorations significatives des propriétés. Suite à ces résultats, des essais de compatibilisation par ajout de copolymères ont été entrepris, conduisant à une amélioration importante des propriétés mécaniques. La réalisation de prototypes techniques, à partir de MPR compatibilisés, a été validée et permet de démontrer leur potentiel technique
The recycling of the plastics from waste electrical and electronic equipment (WEEE) has attracted great attention recently for environmental reasons. Mechanical recycling has emerged as the most economical, as well as the most energetic and ecologically efficient option. The aim of this work is the mechanical recycling of WEEE mixed plastic waste (MPW) streams. First, MPW composition has been evaluated by FT-IR and X-ray fluorescence spectroscopies, and ATG and DSC analyses. MPW are complex blend composed of thermoplastics, mainly styrenic polymers (ABS, HIPS, PS) and polyolefins. The remaining were other thermoplastics as PVC, PE, PMMA, PC…. After processing, these mixtures show very low mechanical properties compared to commodity and engineering thermoplastics. These results demonstrated that compatibilization is necessary to transform these D3E into secondary raw materials (SRM). In situ compatibilization using radical reactions appeared to be an attractive solution. Two pathways have been studied to generate the radicals, firstly, by electron beam radiation and, secondly, by adding chemical initiators. These two approaches didn’t show any substantial improvement in mechanical properties. Following these results, compatibilization by addition of reactive and non-reactive commercial copolymers were undertaken, leading to a significant improvement in mechanical properties. The production of technical prototypes and 3D printing wires from compatibilized SRM has been validated and allows considering an industrial development

La valorisation des matrices époxyde renforcées par de la fibre de verre a constitué l'objet de ces recherches. La recherche bibliographique a permis d'aborder la notion de composite, d'étudier les différents modes de recyclage existant et les nouvelles matrices recyclables. La dépolymérisation par solvolyse des composites, dans un but de valorisation des produits résultants a été développée. La solvolyse des époxydes durcis anhydride est assez aisée. Le tétrabutylorthotitanate s'est révélé un catalyseur efficace. Tous les glycols peuvent être utilisés mais le dièthylèneglycol et la monoéthanolamine donnent les meilleurs résultats. La dépolymérisation est poussée jusqu'au stade monomère. Le glycolysat est constitué par des esterdiols, des tétraalcools et l'excès de glycol. Le solvant peut être éliminé par distillation sous vide, sans réactions de rééquilibrage. La solvolyse des matériaux composites est également réalisable. Les fibres de verres sont libérées facilement. Des échantillons de grande taille peuvent être traités. Après lavage et séchage, des fibres longues sont récupérées. Bien que les réseaux époxyde durcis amine ne contiennent pas de jonctions esters, la solvolyse conduit encore à une dépolymérisation, plus aisée lorsque le durcisseur est une amine aliphatique. La solvolyse de composites à matrice DGEBA durci amine aromatique conduit à la libération des fibres, mais polluées par des résidus organiques. Un essai de solvolyse avec la xylylènediamine a donné des résultats encourageants. L'utilisation du glycolysat comme glycol modifié pour traiter des déchets de PET a été étudiée. Les polyols résultants donnent des mousses polyuréthanes intéressantes. Des essais de valorisation du polyol en résine vinylester et polyester insaturé ont également été entrepris. Toutes les matrices époxyde contenant un site ester sont aptes au recyclage. C'est le cas notamment des résines cycloaliphatiques et ce, quelque soit le durcisseur associé.

Les déchets renferment de grandes quantités d’énergie aussi bien directe qu’indirecte. Les déchets ménagers incinérés chaque année en Suisse représentent une valeur énergétique de quelque 60 pétajoules. L’énergie qui en est directement tirée couvre environ 4 % des besoins en énergie finale. Le plus gros potentiel en matière de gestion des déchets réside cependant dans le recyclage des matériaux, afin de leur donner une seconde vie et d’éviter ainsi indirectement la production énergivore de matières premières Pour optimiser la contribution de la gestion des déchets à la transition énergétique, il s’agit dans un premier temps d’améliorer la transparence et la documentation des flux de matières et d’argent et, sur cette base, de hiérarchiser l’impact énergétique des diverses solutions de valorisation et d’élimination. Les catégories de déchets identifiées comme ayant le plus grand potentiel d’amélioration sont le papier, le carton ainsi que le plastique. En ce qui concerne le papier et le carton, les énormes quantités traitées promettent des résultats significatifs. À l’exception des bouteilles en PET, le tri sélectif des plastiques usagés demeure encore peu développé. Un potentiel d’optimisation notable a également été identifié au niveau de l’efficacité énergétique des usines d’incinération. Pour permettre une utilisation plus efficace de la chaleur générée par les usines d’incinération d’ordures ménagère (UIOM), les consommateurs de vapeur et d’énergie thermique doivent toutefois être implantés à proximité. Un facteur décisif pour progresser vers une gestion des déchets plus efficace sur le plan énergétique est la collaboration entre les nombreux acteurs du secteur à l’échelle fédérale. Ceux-ci doivent d’une part mieux s’organiser tout au long de la chaîne de création de valeur et d’autre part tirer profit de la marge de manœuvre que procure la souplesse du fédéralisme pour tester différentes approches.