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RÉSUMÉ
Les matériaux composites à matrice polymère sont utilisés à grande échelle dans des applications industrielles variées. Cependant, leur recyclabilité est encore perçue comme délicate et difficile, du fait de leur hétérogénéité et du recours encore fréquent à des matrices thermodurcissables, donc infusibles. Cet aspect constitue a priori un frein à leur pénétration plus large de certains marchés. Ainsi, certains utilisateurs préfèrent aux composites des matériaux alternatifs plus facilement recyclables. La pression réglementaire pousse actuellement les industriels de la filière des matériaux composites à développer des solutions de recyclage et de valorisation. Des filières de démantèlement, de recyclage et de valorisation de ces matériaux tendent à se mettre en place par secteur d'application ou de manière transversale.
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Patricia KRAWCZAK : Professeur à l'École des Mines de Douai - Responsable du Département Technologie des Polymères et Composites Ingénierie Mécanique de l'École des Mines de Douai
INTRODUCTION
Les matériaux composites à matrice polymère sont utilisés de longue date à grande échelle dans des applications industrielles variées (transport, bâtiment ...). Leur recyclabilité, perçue comme étant difficile ou pour le moins perfectible du fait de leur hétérogénéité et du recours encore fréquent à des matrices thermodurcissables (infusibles après fabrication), peut toutefois constituer un frein à leur pénétration plus large de certains marchés. Certains utilisateurs peuvent en effet être amenés à préférer aux composites des matériaux alternatifs plus facilement recyclables. Les préoccupations environnementales et la pression réglementaire ont poussé les industriels de la filière des matériaux composites à développer des solutions de recyclage et de valorisation, matière, thermique/énergétique ou chimique. Dans un contexte réglementaire, différentes initiatives professionnelles visent à mettre en place des filières de démantèlement/recyclage/valorisation de ces matériaux par secteur d'application ou de manière transversale.
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Enjeux industriels technico-économiques
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8. Conclusion
Des quantités non négligeables de déchets composites (déchets de production ou pièces en fin de vie) sont encore mises en décharge ou simplement incinérées, et leur volume est susceptible de croître dans les années à venir. Les composites verre/résine (principalement polyester insaturé) sont très majoritairement concernés, les composites carbone/résine (principalement époxy) restant minoritaires et les composites renforcés d'autres types de fibres (aramide, végétales) très marginaux. Le cas des matrices polymères thermodurcissables (65 % des composites en volume) reste le plus critique.
Différentes solutions de recyclage conduisant à une valorisation matière ou mixte matière et énergétique ont été développées au cours des deux dernières décennies, selon les cas à l'échelle laboratoire, démonstrateur pré-industriel, ou pilote industriel. Les voies de traitement mécanique, thermique et chimique ont été explorées en parallèle. Ces solutions présentent encore toutes des potentiels d'amélioration et d'optimisation, et de nombreuses recherches sont en cours à l'échelle nationale, européenne et mondiale. Rares demeurent celles qui sont actuellement industriellement opérationnelles. On note toutefois que les investissements industriels les plus conséquents ont été consacrés au recyclage et à la valorisation des composites à renfort carbone (faibles volumes mais forte valeur), filière la plus rentable économiquement. La viabilité économique du recyclage et la valorisation des composites à renfort verre (gros volumes mais valeur plus faible) est moins claire, reste encore souvent discutable et les capitaux peinent à être rassemblés pour mettre en place les filières ad-doc.
Le développement du recyclage matière reste fortement conditionné par les applications en aval pour les produits issus du broyage ou de traitements thermiques et chimiques (charges ou fibres, composants chimiques). Le potentiel de réutilisation des fibres de carbone et de verre issues de composites recyclés a été démontré en terme de faisabilité technique dans de nombreuses applications aval, notamment dans de nouveaux compounds thermoplastiques ou thermodurcissables pour applications automobiles, dans la filière travaux publics/génie civil. Toutefois, l'utilisation sous forme de charges (poudres micronisées ou fibres broyées/coupées à orientations aléatoires) trouve rapidement ses limites...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - Guide déchets – Valorisation des déchets en composites thermodurcissables. - Projet RECYCOMP 1, 2003.
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(3) - Main dynamics of the world wide composite industry - . JEC Strategic Studies, JEC Group, Paris, 85 p., 2006.
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(4) - Filière : Les industriels du composite contraints au recyclage. - L'Usine Nouvelle, 20 mars 2003.
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(5) - Guide Déchets – Valorisation des déchets composites à matrice thermodurcissable - . Projet RECYCOMP 2, 2005.
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(6) - DE LARY (J.P.), HEMBERT (C.), HENRY (S.), CAUDRON (J.C.) - Les composites, un matériau d'avenir, Groupement de la Plasturgie Industrielle et...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Déchets en cimenterie – Contexte général
-
Traitements thermiques des déchets – Procédés et technologies associées.
-
Bilan Carbone® : Réglementation et outils.
-
Recyclage des themoplastiques
Waste management, Elsevier http://www.elsevier.com
Waste management & research, Sage http://www.sagepub.com
Journal of material cycles and waste management, Springer http://www.springer.com
International journal of environment and waste management, Inderscience http://www.inderscience.com
The open waste management journal, Bentham http://www.benthamscience.com/open/index.html
Resources, conservation and recycling, Elsevier
Journal of solid waste technology and management, Global Recycling Network http://www.grn.com
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ISO/DIS 30012 - Plastiques renforcés de fibres de carbone – Détermination des dimensions et du rapport d'apparence d'objets broyés - -
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