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RECORD RECORD 00-0905/1A Les grands procédés de mise en oeuvre des matières pla

RECORD RECORD 00-0905/1A Les grands procédés de mise en oeuvre des matières plastiques issues de processus de régénération de déchets Efficacité économique des filières de recyclage des plastiques Etat de l’art janvier 2003 www.record-net.org ETUDE N° 00-0905/1A ETAT DE L’ART CONCERNANT LES GRANDS PROCEDES DE MISE EN OEUVRE DES MATIERES PLASTIQUES ISSUES DE PROCESSUS DE REGENERATION DE DECHETS EFFICACITE ECONOMIQUE DES FILIERES DE RECYCLAGE DES PLASTIQUES RAPPORT FINAL janvier 2003 M. MELAS - CEREMAP Etude RECORD n°00-0905/1A Créée en 1989 à l’initiative du Ministère en charge de l’Environnement, l’association RECORD – REseau COopératif de Recherche sur les Déchets et l’Environnement – est le fruit d’une triple coopération entre industriels, pouvoirs publics et chercheurs. L’objectif principal de RECORD est le financement et la réalisation d’études et de recherches dans le domaine des déchets et des pollutions industrielles. Les membres de ce réseau (groupes industriels et organismes publics) définissent collégialement des programmes d’études et de recherche adaptés à leurs besoins. Ces programmes sont ensuite confiés à des laboratoires publics ou privés. Avertissement : Les rapports ont été établis au vu des données scientifiques et techniques et d'un cadre réglementaire et normatif en vigueur à la date de l'édition des documents. Ces documents comprennent des propositions ou des recommandations qui n'engagent que leurs auteurs. Sauf mention contraire, ils n'ont pas vocation à représenter l'avis des membres de RECORD. 9 Pour toute reprise d’informations contenues dans ce document, l’utilisateur aura l’obligation de citer le rapport sous la référence : RECORD, Etat de l’art concernant les grands procédés de mise en oeuvre des matières plastiques issues de processus de régénération de déchets. Efficacité économique des filières de recyclage des plastiques, 2003, 175 p, n°00-0905/1A. 9 Ces travaux ont reçu le soutien de l’ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) www.ademe.fr © RECORD, 2003 Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A SOMMAIRE Pages AVANT-PROPOS 1 1ère PARTIE I - QUELQUES CHIFFRES 4 A - LES MATIERES PLASTIQUES ET L'EMBALLAGE 4 B - LA VALORISATION DES EMBALLAGES PLASTIQUES MENAGERS 6 C - LA VALORISATION DES EMBALLAGES INDUSTRIELS ET COMMERCIAUX 8 II - LES GRANDS PROCEDES DE MISES EN Œ UVRE DES MATIERES PLASTIQUES 12 A - L'EXTRUSION 12 A - 1 GENERALITES 12 A - 2 EXTRUDEUSES ET LEUR CONSTRUCTION 14 A - 3 LIGNES D'EXTRUSION 19 A - 4 MODIFICATIONS SPECIFIQUES POUR LE RECYCLAGE 24 B - L'EXTRUSION SOUFFLAGE 26 B - 1 PRINCIPE 26 B - 2 PROCESSUS D'EXTRUSION-SOUFFLAGE 26 B - 3 EXTRUSION-SOUFFLAGE AVEC BI-ETIRAGE 28 B - 4 CONCEPTION DES OBJETS 29 C - LE CALANDRAGE 31 C - 1 GENERALITES 31 C - 2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 31 D - L'INJECTION 32 D - 1 PHASES D'INJECTION 32 D - 2 CONCEPTION DES MACHINES 32 D - 3 CONCEPTION DES MOULES 34 D - 4 REMPLISSAGE DES EMPREINTES 34 D - 5 COMPRESSION, INJECTION-COMPRESSION 35 D - 6 INTRUSION 35 Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A E - L'INJECTION MULTIPHASEE 36 E - 1 GENERALITES 36 E - 2 INJECTION MULTIMATIERES 36 E - 3 INJECTION ASSISTEE PAR LE GAZ (IAG) 37 F - L'INJECTION-SOUFFLAGE 39 F - 1 PRINCIPE DE L'INJECTION-SOUFFLAGE 39 F - 2 INJECTION-SOUFFLAGE AVEC BI-ETIRAGE 39 F - 3 CONCEPTION DES OUTILLAGES 40 F - 4 MACHINES 40 F - 5 COMPARAISON DE L'INJECTION-SOUFFLAGE ET DE 40 L'EXTRUSIONSOUFFLAGE G - LE THERMOFORMAGE 42 G - 1 PRINCIPE 42 G - 2 MATIÈRES THERMOFORMÉES ET EXEMPLES 42 G - 3 TECHNIQUE DU THERMOFORMAGE 42 G - 4 CONCEPTION DES PIECES THERMOFORMEES 43 H - LE MOULAGE PAR ROTATION (ROTOMOULAGE) 45 H - 1 PRINCIPE 45 H - 2 MATIERES UTILISEES 45 H - 3 CARACTERISTIQUES DES OBJETS 45 H - 4 CONCEPTION DES MACHINES ET DES OUTILLAGES 45 H - 5 CAS PARTICULIER DU PA 6 (POLYCAPROLACTAME) 46 III - FORMES, DIMENSIONS ET SERIES 47 IV - LES PROCEDES DE MISES EN Œ UVRE PLUS SPECIFIQUES AUX DECHETS DE MATIERES PLASTIQUES 49 A - L'INTRUSION 49 B - L'INJECTION-COMPRESSION 50 C - LE CAS PARTICULIER DU PET EN ISOFONCTION 51 D - L'EXTRUSION EN FILIERE FROIDE 52 ANNEXES Annexe 1 - Glossaire Annexe 2 - Exemples d'applications Annexe 3 - Compte-rendu de visites Annexe 4 - Coordonnées fournisseurs Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A Pages 2ème PARTIE I - METHODOLOGIE 1 II - ETUDE DE CAS 4 A - LES EMBALLAGES MENAGERS 4 A-1 L'Europe et les emballages ménagers 4 A-2 Analyse des systèmes de recyclage des bouteilles et flacons en PET 10 B - LES EMBALLAGES INDUSTRIELS ET COMMERCIAUX 18 B-1 Analyse des systèmes de recyclage des films industriels et commerciaux 18 B-2 Analyse des systèmes de recyclage des emballages en PSE 25 C - AUTRES SECTEURS 32 C-1 Analyses des systèmes de recyclage des films agricoles 32 C-2 Analyses des systèmes de recyclage des profilés pour fenêtres en PVC 38 C-3 Analyses des systèmes de recyclage des pare-chocs automobiles 44 III - OUTIL D'AIDE A LA DECISION 51 ANNEXES 54 Annexe I : Références Bibliographiques 55 Annexe II : Cours des résines vierges (2000) 58 Annexe III : Evaluation des différents programmes de recyclages 60 Annexe IV : Organisations internationales 67 Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A 1 AVANT-PROPOS ETAT DE L’ART CONCERNANT LES GRANDS PROCEDES DE MISE EN ŒUVRE DES MATIERES PLASTIQUES ISSUES DE PROCESSUS DE REGENERATION DE DECHETS. EFFICACITE ECONOMIQUE DES FILIERES DE RECYCLAGE DES PLASTIQUES. La présente étude se propose de faire un point complet sur les technologies existant dans le domaine de la transformation des matières plastiques régénérées en vue de la fabrication de produits finis ou semi-finis. Tous les procédés, sans exception (extrusion, intrusion, compression, injection hautes et basses pressions…), permettant de mettre en œ uvre une matière plastique, quel que soit le processus de régénération dont elle est issue, seront examinés dans le détail. Il s’agira d’aborder, par une analyse technique et économique, les technologies actuellement employées par l’industrie du recyclage ou en cours de développement, constituant ainsi une aide précieuse à la décision pour les techniciens et les entrepreneurs désireux de faire des acquisitions. Cet "Etat de l'Art" sur les technologies de mise en œ uvre se positionne tout naturellement après les deux études réalisées précédemment par le CEREMAP : "Etat de l'Art concernant les méthodes de tri des matières plastiques" et "Etat de l'Art concernant les grands procédés de régénération des déchets de matières plastiques en vue de leur recyclage sous la forme de produits finis". Afin de réaliser une analyse complète dans le domaine, le CEREMAP propose ensuite de lier ces trois études pour la mise au point d'une méthode permettant de démontrer l'efficacité économique des filières de recyclage mécanique des déchets de matières plastiques. Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A 2 1ère PARTIE ETAT DE L’ART CONCERNANT LES GRANDS PROCEDES DE MISE EN ŒUVRE DES MATIERES PLASTIQUES ISSUES DE PROCESSUS DE REGENERATION DE DECHETS. Les gisements L'étude porte sur les technologies permettant de traiter les déchets de matières plastiques les plus fréquemment rencontrées. Ces dernières sont exclusivement des thermoplastiques, pouvant être chargés, et provenant de produits de post consommation issus des gisements suivants : Ø Emballages Ø Agriculture Ø Automobile Ø Electrique / Electronique Ø BTP Etude technique 1°) Il s’agit de dresser un inventaire complet des technologies actuellement utilisées dans la mise en œuvre des matières plastiques issues ou non de processus de régénération. Après un bref passage en revue des procédés classiques de transformation des matières plastiques à partir de granulés provenant de matières recyclées, l’effort est porté sur les technologies de mise en œuvre directe, c’est à dire, sans passage par une phase intermédiaire de granulation. En effet, jusqu’à maintenant, bon nombre de techniques de recyclage découlent de la transformation de matières plastiques vierges. On s’intéressera donc ici aux procédés permettant la production directe de produits finis ou semi finis à partir de matières pré-traitées (broyage, lavage si nécessaire…). Un tel cheminement permet une réduction des coûts et limite les dégradations de la matière dues à la fusion occasionnée par la phase de granulation. Ce travail a été réalisé en essayant de déterminer les relations pouvant exister entre la nature des gisements de déchets de matières plastiques les plus fréquemment rencontrés et les technologies permettant de les transformer. L’accent sera ainsi mis sur : - les principes de fonctionnement, les matières traitées, les types de produits obtenus - les performances, les coûts énergétiques, les limites d’utilisation… Les principaux problèmes découlant de la mise en œuvre directe des déchets sont abordés. C’est le cas par exemple de : - la nécessité d’assurer une certaine macro-homogénéisation des lots de déchets transformés (mode gestion des stocks de déchets, nécessité de silos homogénéisateurs…) - la régulation des débits et des aspects techniques en découlant (pompes, capteurs..) - le contrôle qualité (amont et aval) des produits Contrat RECORD / CEREMAP N° 00-0905/1A 3 2°) Dans un second temps, des visites d’installations fonctionnant sur le principe du recyclage direct seront organisées. Les discussions avec les opérateurs permettront de dégager les principales caractéristiques des procédés appliqués : - avantages uploads/Industriel/ rapport-1a-pdf.pdf