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Note de synthèse
Valorisation des
projets de R&D
TRIPLE et VALEEE
Réalisé par Christelle Gallet
Le 25 août 2014
SOMMAIRE
Introduction________________________________________________________________ 3
Programme________________________________________________________________ 3
Note d’observation __________________________________________________________ 4
1.
Du gisement aux besoins des utilisateurs ___________________________________ 4
2.
Définition des technologies de tri et de méthodologie de tri adaptées _____________ 5
3.
Valorisation des matières non recyclées et des fractions minoritaires issues des DEEE 5
4.
Voies de valorisation des matières issues du gisement des DEEE________________ 6
5.
Mise en place des schémas de tri _________________________________________ 6
6.
Validation industrielle sur pièces des futurs produits « verts » ___________________ 6
Ce qu’il faut retenir __________________________________________________________ 7
Christelle Gallet // 25/08/2014
Projets Triple et Valeee
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INTRODUCTION
Le pôle de compétitivité AXELERA, en partenariat avec le pôle de compétitivité
PLASTIPOLIS, a organisé une journée de valorisation des projets de R&D collaboratifs
TRIPLE (tri des plastiques issus des DEEE) et VALEEE (valorisation des plastiques issus des
DEEE en fin de vie) le jeudi 10 juillet 2014. Ces projets ont bénéficié d’un financement dans le
cadre de l’appel à projet FUI de novembre 2008. Ils se sont achevés mi-2013.
Le projet TRIPLE visait plus particulièrement à proposer une méthodologie normalisée
d’analyse des gisements des plastiques issus du traitement des DEEE et à mettre en place
des schémas de tri performants des plastiques en mélange afin d’augmenter le taux de
valorisation global des DEEE. Ce projet labellisé par le pôle AXELERA était porté par SITA
DEEE et regroupait 7 partenaires. Le projet VALEEE s’attachait à développer des voies
innovantes et rentables de valorisation (voies physico-chimiques, chimiques et énergétiques)
des plastiques issus des DEEE, labellisé par les pôles AXELERA et PLASTIPOLIS et piloté
par Plastic Omnium, il rassemblait 17 partenaires. Ces projets ont été motivés par la directive
européenne DEEE de 2002 qui impose des objectifs de recyclage sur ces déchets. Le
gisement des plastiques issus des DEEE serait compris entre 1,3 et 3 Mt en Europe, avec des
difficultés d’analyse et des problèmes de variabilités dans le temps.
PROGRAMME

Introduction – Pierre Beccat, Vise-président Innovation Axelera

Présentation des projets – Sabine Zariatti (Sita) et Frédéric Viot (Plastique Omnium)

Du gisement aux besoins des utilisateurs
·
Analyse des gisements – Philippe Wavrer (BRGM) et Daniel Froelich (ARTS)
·
Attentes des utilisateurs finaux par établissement des cahiers des charges –
Brigitte Ohl (Scheider Electrics)

Définition des technologies de tri et de méthodologies de tri adaptées – Pierre
Freyermuth (EFS), Nicole Gilon-Delepine (LSA), Antoine Bourely (Pellenc) et Philippe
Wavrer (BRGM)

Valorisation des matières non-recyclées et fractions minoritaires issues des DEEE
·
Abandon recyclage brome et alumine – Frédéric Viot (Plastic Omnium)
·
Valorisation énergétique – Gérard Martin et Brunon Adam (Atanor)

Voies de valorisation des matières issues du gisement des DEEE – Mohamed Taha
(IMP), Olivier Mantaux (Université de Bordeaux), José Lopez Cuesta (EMA)

Mise en place des schémas de tri – Camille Mathieu (SITA)

Validation industrielle sur pièces des futur produits « vert » - Frédéric Viot (Plastic
Omnium)

Conclusion et perspectives – Sabine Zariatti (SITA), Frédéric Viot (Plastic Omnium)
Christelle Gallet // 25/08/2014
Projets Triple et Valeee
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NOTE D’OBSERVATION
Les résultats techniques des travaux menés dans les deux projets ont été présentés lors de
cette journée par plusieurs partenaires.
1. Du gisement aux besoins des utilisateurs
Le BRGM a travaillé sur l’analyse du gisement et la mise au point d’une méthodologie
d’échantillonnage. Une première caractérisation d’un lot de 10 tonnes de PAM (Petits
Appareils Ménagers) a été réalisée par échantillonnage. Le lot a été divisé en 9 familles et des
prélèvements de quelques appareils ont été effectués dans chaque famille pour être analysés.
Cette première analyse qualitative a permis de mettre en évidence la présence majoritaire des
résines ABS, HIPS et PP dans les plastiques des PAM. Une analyse plus fine a ensuite été
effectuée après le passage du lot dans la chaine de tri de SITA, sur un échantillon de 10kg de
broyat. Un bilan matière a ainsi été obtenu avec une marge d’erreur acceptable. Ce protocole
a été testé sur un autre lot de 5 kg issu de la chaine de tri de l’entreprise MTB Recycling avec
des résultats similaires. Cette étude a donc permis de proposer une méthodologie
d’échantillonnage assez simple à mettre en œuvre d’un point de vue industriel et suffisamment
fiable, pour obtenir un bilan matière à partir d’un lot de DEEE. Concernant les retardateurs de
flamme présents dans le gisement, l’analyse semble plus compliquée avec certaines
incohérences des résultats obtenus sur les plastiques issus du démontage et sur ceux après
broyage.
L’institut Carnot ARTS a détecté la présence dans les plastiques issus des DEEE de brome et
de chrome en majorité avec très peu de cadmium et de plomb. Les résines SAN, PP, PET et
PC-ABS ne contiennent pratiquement pas de retardateur de flamme. En conclusion, on a un
gisement assez « propre » avec cependant des teneurs significatives en brome.
L’entreprise Schneider Electric a présenté les résultats de l’étude menée sur les besoins des
utilisateurs finaux. Des cahiers des charges ont été établis en fonction des métiers et de la
stratégie des différents partenaires. Les attentes concernent trois domaines : la valorisation
énergétique, la production de plastique recyclé (granulés) et la production de pièces en
plastique recyclé. Concernant la valorisation énergétique, la voie thermochimique semble être
la plus intéressante car elle implique un investissement modéré, une préparation des déchets
peu importante et un impact environnemental faible. Il faut cependant surveiller la composition
chimique des DEEE. Pour la production de plastique recyclé, il y a une forte demande sur les
matières PP, ABS, ABS-PC, PC et PA. Il n’y a pas de demande pour les résines PS et HIPS
qui sont très présentes dans le gisement de DEEE. Les matières pour lesquelles la demande
correspond à la disponibilité sont le PP et l’ABS. La contrainte imposée par les demandeurs
est l’absence d’halogène et d’ignifugeant en mélange dans ces matières. Les producteurs de
pièces plastiques ont, quant à eux, des besoins en PP pour certains et des besoins en
performance, sans spécification matière, pour d’autres. Les performances doivent être
reproductibles, notamment au niveau de la processabilité (rhéologie, retrait). Il y a également
des exigences concernant l’esthétisme et la couleur (blanc demandé) et des attentes sur les
aspects sanitaires et environnementaux.
Christelle Gallet // 25/08/2014
Projets Triple et Valeee
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2. Définition des technologies de tri et de méthodologie de tri adaptées
La technologie LIBS (spectroscopie sur plasma induit par laser) a été étudiée par l’entreprise
EFS et le Laboratoire des Sciences Analytique (LSA) pour la détection de différents éléments
présents dans les plastiques des DEEE (brome, chlore, calcium, phosphore, …). Cette
technologie peut également donner des informations sur la nature des plastiques. Le tri de 4
familles de plastique (ABS, ABS-PC, HIPS et PP) est possible en utilisant un laser UV et sous
atmosphère d’hélium.
L’entreprise Pellenc a travaillé sur différentes technologies de tri. La spectroscopie NIR
(proche INFRArouge) permet d’obtenir un tri avec une pureté acceptable. L’inconvénient de
cette technologie est qu’elle ne permet pas de trier les plastiques noirs. Il y a également une
pollution par des morceaux mixtes plastique/métal. Le procédé Meltem (basé sur une
technologie d’induction) a été utilisé pour éliminer les résidus métalliques. Le tri des plastiques
contenant des halogènes a été réalisé avec une technologie de transmission RX double
énergie. Elle permet un tri des plastiques contenant du brome avec un seuil de détection de 3
% pour 4-6 % de pertes matières valorisables. Par contre, elle ne permet pas la distinction
entre les différents additifs bromés. Une nouvelle technologie de tri a été développée par
Pellenc pour trier les plastiques noirs, et est actuellement en cours de test (stade prototype).
La société Caspeo a travaillé sur la modélisation et la simulation de deux procédés de tri : la
flottaison et le tri optique, afin de les optimiser. Les modèles ont été réalisés à partir de
données expérimentales. La flottaison, à des densités comprises entre 1.2 et 1.3, permet
d’éliminer 99 % des pièces contenant des retardateurs de flamme broméS. L’efficacité du tri
optique est fonction du taux de remplissage du tapis et de la composition des matières à trier.
3. Valorisation des matières non recyclées et des fractions minoritaires
issues des DEEE
La société Atanor a développé une solution de valorisation énergétique décentralisée pour
valoriser les plastiques non recyclables. Deux technologies ont été étudiées : la pyrolyse et la
combustion.
Le procédé retenu se nomme VALI. Il s’agit d’une installation de 300 kg, 3MW maximum et
fonctionnant en continu. La teneur en brome acceptable dans les déchets est au environ de
1%. La présence de carbonate de calcium dans les plastiques traités est un avantage car elle
permet de capter le brome lors du traitement. Le retour sur investissement est estimé à 5 ans
pour ce type d’installation. Atanor est actuellement en cours de discussion avec des industriels
pour des opérations de prototypage. Les freins à la mise en place de cette solution de
traitement sont les besoins limités en chaleur des industriels possédant des DEEE et les
aspects réglementaires. Ce type d’installation est en effet soumis à autorisation et nécessite
des investissements importants en moyen de contrôle des rejets. Les Pouvoirs Publics
mettent en place de nouvelles réglementations, afin que certains déchets ne conservent pas
éternellement le statut de déchets et puissent être réintégrés dans le circuit économique. Une
procédure de sortie du statut de déchets pour les plastiques issus des DEEE serait donc à
mettre en place.
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4. Voies de valorisation des matières issues du gisement des DEEE
Le laboratoire IMP a étudié la compatibilisation de mélanges de polymères PS et PC issus des
DEEE par extrusion réactive. De bonnes propriétés aux chocs ont été obtenues pour ce
nouveau matériau tout en conservant le module et l’allongement.
L’université de Bordeaux a travaillé sur les alliages ABS-PC issues des DEEE. Ces polymères
ont été reformulés afin de leur apporter des caractéristiques stables et indépendantes de la
variabilité des gisements. L’objectif était de formuler un matériau recyclé pour contretyper le
PVC d’un point de vue mécanique. Un compatibilisant « universel » a été développé et permet
une tolérance de 5 % d’impuretés dans le gisement d’ABS-PC issu des DEEE. On constate,
par contre, une perte d’efficacité des retardateurs de flamme d’environ 20 % dans la matière
recyclée, ce qui nécessite un ajout d’ignifugeant. Le laboratoire a collaboré avec les
entreprises AD Majoris et Schneider Electric pour étudier la processabilité du matériau recyclé
en extrusion et réaliser des profilés prototypes. Le principal gisement d’ABS-PC se trouve au
niveau des structures d’ordinateurs.
L’Ecole des Mines d’Alès a mené une étude sur les mélanges PP-PA en utilisant différentes
voies de compatibilisation. L’utilisation de nanoparticules et d’un compatibilisant permet
d’augmenter le module de la matière recyclée et d’apporter des propriétés ignifugeantes.
5. Mise en place des schémas de tri
Des essais de tri ont été réalisés sur le site industriel de Norval appartenant à SITA. Plusieurs
technologies de tri sont nécessaires (infra-rouge, électrostatique, …) et la modélisation
développée par la société Caspeo a été utilisée pour faire les bons choix. Une étude sur
l’industrialisation de ces process de tri est en cours, et de nouveaux investissements sont en
prévision.
6. Validation industrielle sur pièces des futurs produits « verts »
Les entreprises Schneider Electric et Plastic Omnium ont réalisé des essais sur des pièces en
utilisant les matières recyclés obtenues à partir des plastiques issus des DEEE.
Schneider Electric a obtenu des résultats encourageants avec l’ABS-PC recyclé et pourrait
envisager un remplacement du PVC par cette matière.
Plastic Omnium a obtenu des résultats satisfaisants avec le PP recyclé issu des DEEE pour
des applications automobile.
L’entreprise AD Majoris a également mis au point une formulation de PP et ABS-PC pour des
applications industrie. Une formulation PP-PA reste à développer pour des applications chez
Schneider Electric.
Christelle Gallet // 25/08/2014
Projets Triple et Valeee
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CE QU’IL FAUT RETENIR
Ces projets ont permis d’apporter des connaissances nouvelles et de progresser sur le
recyclage des plastiques issus des DEEE. Les apports concernent notamment les points
suivants :






Connaissance du gisement
Une stratégie de tri a été définie
Une ligne de tri va être mise en place sur le site de Norval (SITA)
Dossier technique complet sur les attentes des utilisateurs finaux
Plusieurs formulations de polymères recyclés mises au point
Définition d’une unité de valorisation énergétique
12 publications scientifiques ont été réalisées au cours de ces deux projets.
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