Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA DE BOUMERDES FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT GENIE DES PROCEDES INDUSTRIELS MEMOIRE Présenté par Mme CHERFA NASSIMA Pour l’obtention du MAGISTER Spécialité : POLYMERES ET COMPOSITES THEME Soutenu le 14 Février 2007 devant le jury composé de : Mr. MABROUK BOUABDALLAH Professeur ENP Président Mr. MOHAMED NABIEV Professeur UMBB Examinateur Mr. SEGHIR MAAMIR Maître de conférence UMBB Examinateur Mme AICHA SERIER Professeur UMBB Rapporteur --Boumerdes 2007-- SOMMAIRE RESUME…………………………………………………………………………………… GLOSSAIRES ET LISTE D’ABREVIATION……………………………………………. LISTES DES TABLEAUX……………………………………………………………….. LISTES DES FIGURES…………………………………………………………………… INTRODUCTION GENERALE………………………………………………………….. Chapitre I : BIBLIOGRAPHIE 1.1. INTRODUCTION……………………………..…………………………….……………. 1.2. RECYCLAGE DES POLYMERES……………………………………………………… 1.2.1. Introduction…………………………………………………………………………….. 1.2.2. Quelques données statistiques.…………………………………………………….…. 1.2.3. Définition du recyclage……………………………………….………………….……. 1.2.4. Le recyclage des matières plastiques………………………………………………….. 1.2.5. Sources des déchets……………………………………………………………………. 1.2.6. Les méthodes de recyclage ……………………………………………………………. 1.2.6.1. Réutilisation……………………………….……………………………………… 1.2.6.2. Recyclage primaire………………………………………………………………… 1.2.6.3. Recyclage secondaire……………………………………………………………… 1.2.6.4. Recyclage tertiaire…………………………………………………………………. 1.2.6.5. Recyclage quaternaire……………………………………………………………… 1.2.6.6. Recyclage sous forme de mélanges de déchets de polymères……………………. 1.2.6.7. Elimination des déchets……………………………………………………………. 1.2.7. Les avantages du recyclage……………………………………………..……………… 1.2.8. Recyclage du polypropylène ………………………………………………………….. 1.2.9. Conclusion……………………………………………………………………………... 1.3. LE POLYPROPYLENE…………………………………………………………………... 1.3.1. Introduction…………………………………………………....................................... 1.3.2. Présentation du polypropylène……………..................................................................... page 1 2 4 5 8 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 13 13 13 14 15 15 15 16 16 16 17 1.3.3. Stéréochimie du polypropylène………………………………………………………. 1.3.3.1. Polypropylène isotactique………………………………………………………… 1.3.3.2. Polypropylène syndiotactique……………………………...................................... 1.3.3.3. Polypropylène atactique………………………………………………………….. 1.3.4. Stéréochimie et cristallinité…………………………………………………………... 1.3.5. Caractéristiques du polypropylène………. …………..................................................... 1.3.6. Conclusion…………………………………………………………………………… 1.4. DEGRADATION DES POLYMERES………………...………………………………… 1.4.1. Introduction…………………………………………………………………………….. 1.4.2. Dégradation des polymères…………………………………………………………….. 1.4.2.1. Dépolymérisation des polymeres……………………………………….…………. 1.4.2.2. Dépolymérisation du polypropylène ………………………………………………. 1.4.2.3. Dégradation thermique des polymères …………………………………….……… 1.4.2.4. Dégradation thermique du polypropylène ………..……………………………….. 1.4.2.5. Dégradation oxydante des polymères …………………………………………….. 1.4.2.6. Oxydation thermique du polypropylène………………………………………….. 1.4.2.7. Dégradation mécanique……………………………………………………………. 1.4.2.7.1. Processus de dégradation mécanique……………………………………………. 1.4.2.7.2. Dégradation durant l’extrusion……………………….......................................... 1.4.3. Conséquences de la dégradation des polymères……………………………………….. 1.4.3.1. Effet sur la masse molaire…………………………………………………………. 1.4.3.2. Effet sur les propriétés mécaniques……………………………………………….. 1.4.3.2.1. La température de transition vitreuse……………………..……………………... 1.4.3.2.2. Contrainte à la rupture…………………………………………………………… 1.4.3.2.3. Résilience à la fracture………………………………………………………….. 1.4.4. Conclusion……………………………………………………………………………. Chapitre II : METHODOLOGIE EXPERIMENTALE 2.1.INTRODUCTION................................................................................................................ 2.2. ELABORATION DES RECYCLATS ET MELANGES DE RECYCLATS / PP VIERGE……………………………………………………………………………………. 2.2.1. Caractéristiques techniques du polypropylène ………………………............................ 2.2.2. L’extrusion……………………………………………………………………………... 2.2.2.1. Principe mécanique………………………………….…………………………… 18 18 18 19 19 22 25 25 25 25 26 29 29 31 31 32 35 35 37 38 38 40 40 41 41 41 43 43 43 45 45 2.2.2.2. Principe thermique………………………………………………………………. 2.2.2.3. Caractéristiques de l’extrudeuse……………………...…………………………. 2.2.2.4. Paramètres d’extrusion retenus………………..………………………………… 2.2.3. Granulation…………………………………………………………………………. 2.2.4. Moulage……………………………………………………………………………. 2.2.4.1. Moule………………………………………………………………………….. 2.2.5. Elaboration des recyclats …………………………………………………………… 2.2.6. Elaboration des mélanges de recyclats/polypropylène vierge……………………… 2.3. METHODES D’ANALYSE DES PROPRIETES DES RECYCLATS ET DES MELANGES DE RECYCLAS…………………………………………………………. 2.3.1. Spectroscopie à infrarouge…………………………………………………………… 2.3.1.1. Principe…………………………………………………….……………………… 2.3.1.2. Méthodes expérimentales……………………..…………………………………. 2.3.1.3. Analyse par réflexion totale atténuée……………………………………………. 2.3.1.4. Caractéristiques spectroscopique du polypropylène………. ……………………. 2..3.1.5. Spectromètre à infrarouge…….………………………………………………….. 2.3.2. Analyse de l’écoulement et analyse mécanique des recyclats et des mélanges de recyclats…………………………………………………………………………….. 3.3.2.1. Introduction ……………………………………………………………….…….. 2.3.2.2. L’indice d’écoulement……………………………………………………………. 2.3.2.3. Essai de traction…………………….……………………………………………. 2.3.2.4. Essai de l’impact…………………………..……………………………………… Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION DES RESULTATS 3.1. INTRODUCTION……………………………………………………………………… 3.2. ANALYSE SPECTRALE……………………………………………………………… 3.2.1. Introduction………………………………………………………………………….. 3.2.2. Effet du nombre de cycles……………………………………………………………. 3.2.3. Effet de mélange des recyclats et polypropylène vierge……………………………… 3.2.3.1. Mélanges du recyclat R1 ………………………………………………………… 3.2.3.1. Mélanges du recyclat R2…………………………….……………………………. 3.2.3.1. Mélanges du recyclat R3………………………………………………………….. 3.2.3.1. Mélanges du recyclat R4…………………………………………………………… 46 47 47 48 48 48 49 50 50 50 50 51 51 53 56 57 57 57 58 61 63 64 64 64 66 66 68 70 71 3.2.3.1. Mélanges du recyclat R5…………………………………………………………… 32.4. Effets sur la cristallinité……………………………………………………………….. 3.2.5. Conclusion…………………………………………………………………………….. 3.2. PROPRIETES D’ECOULEMENT ET PROPRIETES MECANIQUES.................... 3.3.1. Introduction……………………………………………………………………………. 3.3.2. Propriétés d’écoulement………………………………………………………………. 3.3.2.1. Effet du nombre de cycles…………………………………………………………. 3.3.2.2. Effet du mélange avec le polypropylène vierge…………………………………… 3.3.3. Propriétés mécanique…………………………………………………………………. 3.3.3.1. Test de traction………………………………………………………………….. 3.3.3.1.1. Contrainte au seuil d’élasticité………………………………………………… 3.3.3.1.1.1. Effet du nombre de cycles……………………………………………………. 3.3.3.1.1.2. Effet des mélanges avec le polypropylène vierge………………………….... 3.3.3.1.2. Contrainte à la rupture…………………………………………………………. 3.3.3.1.2.1. Effet du nombre de cycles …………………………………………………… 3.3.3.1.2..2. Effet des mélanges avec le polypropylène vierge…………………………… 3.3.3.1.3. Le module de Young…………………………………………………………… 3.3.3.1.3.1. Effet du nombre de cycles…………………………………………………… 3.3.3.1.3.2. Effet des mélanges avec le polypropylène vierge…………………………… 3.3.3.1.4. L’allongement à la rupture…………………………………………………….. 3.3.3.1.4.1. Effet du nombre de cycles……………………………………………………. 3.3.3.1.4.2. Effet des mélanges avec le polypropylène vierge……………………………. 3.3.3.2. Test de l’impact………………………………………………………………...... 3.3.3.2.1. .Effet du nombre de cycles…………………………………………………….. 3.3.3.2.2. Effet des mélanges avec le polypropylène vierge …………………………….. 3.3.4. Conclusion…………………………………………………………………………….. CONCLUSION GENERALE………………………………………………………………… ANNEXES……………………………………………….…………………………………….. BIBLIOGRAPHIE………………………………….………………………………………… 73 75 77 78 78 78 78 80 81 81 81 81 82 83 83 84 85 85 86 87 88 89 90 90 91 92 94 96 112 REMERCIEMENTS Ce travail a été réalisé au sein du laboratoire des revêtements, matériaux et environnement de l’Université de Boumerdes UMBB. Tout d’abord, mes sincères remerciements sont adressés à Madame SERRIER AICHA , Professeur à l’université de Boumerdes et directrice du laboratoire des revêtements, matériaux et environnement, qui a proposé et dirigé ce travail. Je tiens à lui exprimer ma profonde gratitude pour s’être montrée disponible et présente durant ces trois années. Sa rigueur ainsi que son intérêt pour ce travail ont été réels et particulièrement appréciables. Je tiens à remercier monsieur Mebrouk BOUABDALLAH , Professeur à l’Ecole Nationale Polytechnique, qui m’a fait l’honneur d’accepter la présidence du jury de soutenance de ce mémoire. Je suis reconnaissante à messieurs :Mohamed NABIEV professeur à la faculté des hydrocarbures et de la chimie de l’UMBB et Seghir MAAMIR maître de conférence à la faculté des sciences de l’ingénieur de l’ UMBB d’avoir accepté de juger ce travail et d’en être examinateurs . Ma reconnaissance s’adresse également à Monsieur BENLEFKI , Maître assistant à la FSI de l’université de Boumerdes, à Mademoiselle MANSOUR Salima, Directrice technique à la SAEL de Oued Essemar , et à Monsieur Abderrahmane, technicien à la SAEL, pour leur collaboration et aide à la réalisation des éprouvettes. Je tiens à remercier Monsieur AMEZIANE et ses collaborateurs, pour leur chaleureux accueil au niveau du CNTC de Boumerdes et mise en ma disposition des appareils de découpe et de traction. Je remercie Mademoiselle KOBBI, Chef de département des polymères et composites de l’université de Sétif , ainsi qu’aux techniciens du laboratoire de m’avoir fait confiance et permis d’utiliser l’extrudeuse et le granulateur. Je tiens aussi à remercier Monsieur DEBOUCHA Said et Madame Menasria Naima pour leur bon accueil au sein de l’ENPC d’ElHarrach . Je remercie tous les membres et personnel du laboratoire pour leurs soutien, sympathie et l’atmosphère cordiale qu’ils ont su faire régner durant ces trois années. Une pensée toute particulière est adressée à Mademoiselle BECHARI Samira pour avoir toujours été présente et disponible. Enfin, je dédie ce mémoire à mes soutiens de tous les instants : mes parents , à mon mari , Boudissa noureddine, qui est bien plus qu’un soutien incomparable et à mes filles : Naïla, Amira et Nouara. Nassima RESUME Les effets du recyclage du polypropylène sur ses propriétés mécaniques et écoulement sont étudiés dans le présent mémoire. Les propriétés mécaniques (choc et tension) et l’écoulement du polypropylène recyclé sont évalués et comparés à ceux du polypropylène vierge. L’objectif principal de cette étude est d’explorer la possibilité d’utiliser le polypropylène recyclé pour le recouvrement de ses propriétés d’avant le recyclage pour en faire un produit ayant des propriétés qui soient acceptables et cela en incorporant différent taux de polypropylène vierge. La spectroscopie à infrarouge a montré une dégradation par rupture de chaînes et apparition de groupement carbonyle après chaque cycle de recyclage. Cela peut expliquer l’augmentation de l’indice d’écoulement et la détérioration des propriétés mécaniques des recyclas. L’introduction du polypropylène vierge dans les recyclas améliore les propriétés mécaniques et augmente l’indice d’écoulement des mélanges. Basé sur ces résultats, il est conclu que le polypropylène peut prétendre à d’autres utilisations après recyclage en lui incorporant du polypropylène vierge. 1 I.2. GLOSSAIRE & LISTE D’ABREVIATION : A. Glossaire Amorphe : Les polymères sont amorphes s’il n’existe aucun arrangement régulier parmi leurs chaînes. Compatibilité : Aptitude à constituer un mélange homogène, comme l’alcool et l’eau ; l’eau et l’huile, en revanche, sont incompatibles. Contrainte (stress) : Action extérieure sur un matériau (traction, compression), c'est le rapport F/S, force appliquée par unité de surface exprimé en MPa (MN/mm2) Cristallin : Les polymères sont cristallins si leurs chaînes sont alignées comme des crayons neufs dans une boite. Elles sont aussi solidement liées par des interactions intermoléculaire. Déformation (strain) : Différence de forme du matériau avant et après l'application d'une contrainte,adimensionné (∆l/l : allongement/longueur). Déformation élastique (elastic strain) : Déformation réversible du matériau. Quand les forces sont appliquées sur l'objet, celui-ci change de forme, mais retrouve sa forme initiale quand les forces extérieures sont retirées (ex : caoutchouc). Déformation plastique (plastic strain) : Déformation irréversible du matériau (ex : pâte à modeler). Ductile (ductile) : Se dit d'un matériau qui peut être étiré sans se rompre. Extrudeuse Appareil de mise en œuvre des matières polymériques . Le principe est une vis qui tourne dans un cylindre et pousse le polymère vers une filière donnant des profilés. Extrusion : Processus consistant à faire passer du plastique fondu par une extrudeuse Fragile (brittle) : Se dit d'un matériau qui se casse facilement (cas du verre). S'oppose à ductile. Le matériau fragile uploads/Geographie/ cherfa-nassima.pdf