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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Blida 1 Faculté de Technologie Département de Génie Des Procédés Mémoire présenté en vue de l’obtention du diplôme de MASTER 2 en Génie Des Procédés Option : Technologie Des Matériaux Thème Réaliser par : Dirigé par : Mr. SANA ABDELBASET Mr. TOUIL DJAMEL MC univ Blida Effet de la régénération d’un polyéthylène sur les propriétés physico-chimiques des tubes plastiques PEHD Blida 2015 Je remercie Allah de m’avoir illuminé le chemin de savoir et pour tout ce qu’il m’a donné. . . . A la mémoire de mon père Au être le plus chère, ma mère A mes très chères frères et sœurs : Aicha, Rokaya, Asia, Noura, Fatiha, Kamel et Ali Une pensée particulière pour une personne très chère : Rofida A mes nièces et neveux : Akram, Manel, Sabah, Sérine, Sajed, Abdelrrahmane, Bakhta, Warda, Karima, Kheira, Mohamed, Ossama, Ali et kacem A tous mes amis, particulièrement : Dada, Hocine, Benchuita, Nabil, Abdelkader, Hamid, Sofiane, Said, Abdellatif, Aissa, Mebrouk , Mokhtar, Màamar , Fathi, Djamel, lahwal, Abdelaziz, Azoz et Kadi. A mes cousins et cousines A toute la famille Sana et Drici A tous mes collèges de travail A mes tantes et oncles. A toutes ces personnes, je dédie ce travail. SANA Abdelbaset En premier lieu, nous tenons à remercier Allah, notre créateur pour nous avoir donné la force pour accomplir ce travail. A mon chemin de sucée et mon guide ma mère. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude : A notre promoteur Mr. Djamel TOUIL, Maître de conférences à département de chimie industrielle université de Blida, pour son suivi durant la période de préparation de ce mémoire, ainsi que pour son aide et ses conseils qui nous ont été très précieux. Egalement, je remercie monsieur le directeur A. Mourad pour son accueil au niveau de la société de production des tubes plastiques CANAPEHP de Ain Oussera – Djellfa. Aux les ingénieurs au niveau de la société de production des tubes plastiques CANAPEHP: Benyahya.Sadek et Sori.Mousa, pour leurs orientations. Nous adressons aussi nos remerciements aux membres du jury président et examinateurs pour avoir accepter d’examiner et de juger ce travail. Merci pour tout le personnel du département de chimie industrielle d’université de Blida. Et l’usine CANAPEHP de Ain Oussera, responsables, techniciens et ingénieurs Enfin, tous ceux qui de prés ou de loin ont contribué à la réalisation du travail et la finalisation de ce mémoire trouvent ici l’expression de nos remerciements les plus distinguées. ال ملخص : : إن ھذا العمل التجريبي يھدف إلى دراسة بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية ل#نابيب الب%ستيك (PEHD) , المصنوعة من المادة الخام النقية متعدد ا+ ثيلين عالي الكثافة غير المستعملة . ثم نقوم بدراسة التغيرات ھذه في الخصائص بد4لة نسب من متعدد ا+ يثيلين معاد ا4ستعمال مضافة إلى متعدد ا+ يثيلين الخام النقي . Résumé : Nous étudions les propriétés physico-chimiques des tubes plastiques en (PEHD) de matière première vierge polyéthylène en haute densité. Ensuite, nous étudions des changements de ces propriétés en fonction des pourcentages de polyéthylène régénérer incorporer. Abstract: We study the physic-chemical properties of plastic pipes (HDPE) virgin raw material high density polyethylene. Then, we study changes in these properties as a function of the percentage of polyethylene regenerate incorporate. Sommaire Sommaire Lise d’abréviation Liste des tableaux Liste des figures Introduction générale ............................................................................................... 1 Partie théorique Chapitre I : Généralités sur le Polyéthylène Introduction .................................................................................................................... 3 I.1 Processus de fabrication de polyéthylène ................................................................. 3 I.1.1 Distillation ....................................................................................................... 4 I.1.2 Vapo-craquage ................................................................................................. 5 I.1.3 Polymérisation ................................................................................................ 5 I.1.3.1 Le procédé « haute pression » .............................................................. 6 I.1.3.2 Les procédés « basse pression » (procédés Ziegler-Natta) ................... 6 I.1.3.3 Procédé moyenne densité ..................................................................... 8 I.1.4 Granulation .............................................................................................. 8 I.2 Structure et classification de polyéthylène ............................................................... 9 I.3 Propriétés du polyéthylène ..................................................................................... 11 I.3.1 Propriétés caractéristiques du polyéthylène .................................................. 11 I.4 Les avantages et les inconvénients du polyéhylène................................................ 12 I.4.1 Les avantages ................................................................................................. 12 I.4.2 Les inconvénients .......................................................................................... 13 I.5 Utilisation ............................................................................................................... 13 I.6 Recyclage et régénération du polyéthylène ............................................................ 14 I.6.1 Ecologie et économie du recyclage du polyéthylène..................................... 15 I.6.2 Logos du recyclage (anneau de Möbius) ....................................................... 16 Conclusion ................................................................................................................... 16 Chapitre II : Les tubes en PEHD Introduction .................................................................................................................. 17 II.1 fabrication des tubes en PEHD.............................................................................. 17 II.1.1 Mécanismes du la fabrication des tubes en PEHD ....................................... 18 II.1.2 Types de PE utilisés ..................................................................................... 19 II.1.2.1 PE 100 ............................................................................................. 19 II.1.2.1 PE 80 ............................................................................................... 19 II.2 Propriétés des tubes en PEHD .............................................................................. 21 II.2.1 Dimensions des tubes en PEHD .................................................................. 21 II.2.2 Propriétés mécaniques des tubes en PEHD ................................................ 22 II.2.2.1 Rigidité ........................................................................................... 22 II.2.2.2 Longévité ........................................................................................ 22 II.2.2.3 Dureté ............................................................................................. 23 II.2.2.4 Résistance à la compression ........................................................... 23 II.2.2.5 Comportement au choc.................................................................... 23 II.2.2.6 Résistance mécanique à l’écrasement ........................................ 23 II.2.2.7 Résistance à la fissuration sous contrainte ...................................... 23 II.2.2.8 Résistance à la propagation rapide des fissures ............................. 24 II.2.2.9 Résistance à l’abrasion .................................................................... 24 II.2.2.10 Ductilité et flexibilité ................................................................... 24 II.2.2.11 Module Young............................................................................... 25 II.2.3 Propriétés physique des tubes en PEHD ...................................................... 26 II.2.3.1 Caractéristiques thermiques et climatiques des tubes en PEHD ..... 26 II.2.3.2 Tenue à la pression à 20 °C ............................................................. 26 II.2.3.3 Influence de la température de fluide .............................................. 27 II.2.3.4 Conductibilité électrique ................................................................. 27 II.2.4 Caractéristiques chimiques des tubes en PEHD .......................................... 28 II.2.4.1 Résistance chimique ........................................................................ 28 II.2.4.2 Corrosion ......................................................................................... 28 II.3 Les applications des tubes en PEHD .................................................................... 30 II.4 Paramètres influençant la fabrication des tubes en PEHD ..................................... 31 Partie expérimental Chapitre III : Matériels utilisés et Protocole Expérimental Introduction .................................................................................................................. 32 III.1 Matériaux utilisés ................................................................................................. 32 III.1.1 Le polyéthylène PE ..................................................................................... 32 III.1.2 Le polyéthylène régénérer........................................................................... 32 III.1.3 Les tubes en PEHD ..................................................................................... 33 III.1.4 Elaboration des mélanges : PE vierge + PE régénéré ................................. 33 III.2. Détermination du l’indice de fluidité à chaud de polyéthylène .......................... 34 III.2.1 Dispositif expérimental ................................................................................ 34 III.2.2 Protocole expérimental ................................................................................ 35 III.3. Test de détermination de la masse volumique ................................................... 35 III.3.1 Mesure de la masse volumique .................................................................... 35 III.3.2 Protocole expérimental ................................................................................ 36 III.4. Essai de traction .................................................................................................. 37 III.4.1 Dispositif expérimental ............................................................................... 37 III.4.2 Protocole expérimental ................................................................................ 38 III.5. Le test de la résistance à la pression hydraulique interne ................................... 38 III.5.1 Dispositif expérimental ................................................................................ 38 III.5.2 Protocole expérimental ................................................................................ 39 Conclusion .................................................................................................................. 40 Chapitre IV : Résultats et Interprétations Introduction .................................................................................................................. 41 IV.1 Détermination de l’indice de fluidité IFM .......................................................... 41 IV.1.1 Analyse de mesure de l’indice de fluidité .................................................. 41 IV.1.2 Effet du mélange PE régénéré avec PE vierge sur l’indice de fluidité ....... 42 IV.2 Détermination de la masse volumique MV ........................................................ 42 IV.2.1 Analyse de mesure de la masse volumique .......................................... 42 IV.2.2 Effet du mélange PE régénéré avec PE vierge .................................... 43 IV.3 Détermination des caractéristiques en traction ................................................... 43 IV.3.1 La contrainte maximale ............................................................................... 43 IV.3.1.1 Effet du polyéthylène vierge ............................................................... 43 IV.3.1.2 Effet du mélange PE régénéré avec PE vierge.................................... 44 IV.3.2 L’allongement à la rupture ........................................................................... 44 IV.3.2.1 Effet du polyéthylène vierge .............................................................. 44 IV.3.2.2 Effet du mélange PE régénéré avec PE vierge ................................. 45 IV.3.3 Module de Young ........................................................................................ 46 IV.3.3.1 Effet du polyéthylène vierge sur le Module de Young ...................... 48 IV.3.3.2 Effet du mélange PE régénéré avec PE vierge sur le Module de Young ................................................................................................................ 49 IV.3.4 L’effet de matières régénérées sur l’essai de traction .................................. 50 IV.4 Test de la résistance à la pression hydrostatique interne ................................... 50 IV.4.1 Résistance à la fissuration sous contrainte ................................................... 50 IV.4.2 La résistance à la pression hydrostatique interne ........................................ 51 Conclusion .................................................................................................................. 54 Conclusion générale ............................................................................................... 55 Références bibliographiques Annexes Liste d’abréviation Liste d’abréviation PE : Polyéthylène PEHD: Polyéthylène haute densité PEBD: Polyéthylène base densité C2 H4 : Ethylène d : Densité PP : Polypropylène PVC : Polychlorure de vinyle PETBD : Polyéthylène à très basse densité PEBDL : Polyéthylène à base densité linéaire PEMD : Polyéthylène moyenne densité PEUHPM : Polyéthylène à masse molaire très élevée PER : Polyéthylène réticulé PERHD : Polyéthylène réticulé à haute densité MRS : Minimum Required Strength S : Résistance hydrostatique à longe terme à 20 °c M : La masse molaire M0 : Masse du Motif élémentaire DP : Degré de polymérisation DN : Diamètre nominal DE : Diamètre extérieur SDR : Rapport Dimensionnel Standard PN : Pression nominal PMA : Pression maximale admissible RCS : Rigidité circonférentielle spécifique RCP: Rapid Crack Propagation Φ : Diamètre de tube Ohm : Unité de mesure de la résistance électrique IFM : Indice de fluidité en masse MV : Masse volumique MI : Melt index ∆L : Allongement F: Force ASTM: American Society for Testing Material ISO: Organisation internationale de standardization EN: Norme européenne Liste des tableaux Liste des tableaux Tableau I.1 : Valeurs de MRS et S pour différentes matières de PE ……… 10 Tableau I.2: Prescription sur la matière de base (PEHD)…………………… 12 Tableau II.1: Désignations du PE durant ces dernières années……………… 20 Tableau II.2: Relation entre SDR et PN à 20 °C …………………………….. 22 Tableau II.3: Pressions admissibles selon le SDR uploads/Industriel/ memoire-de-sana-abdelbaset-leffet-de-la-regeneration-dun-polyethylene-sur-les-proprietes-physico.pdf