Le recyclage low-tech du plastique

Dans ce troisième et dernier article sur la fabrication et le recyclage du plastique, nous allons voir différentes méthodes low-tech de valorisation du plastique. Nous allons voir les méthodes que nous avons croisées au cours de nos recherches pour le projet Tri-Haut pour l’Everest, sans toutefois prétendre donner une liste exhaustive de toutes les méthodes existantes.

Voyons d’abord les étapes préliminaires à la plupart des méthodes de recyclage : le tri, le broyage et le lavage. Pour ce qui est du tri, nous l’avons largement étudié dans l’article précédent, [Le tri du plastique], je vous invite à aller le lire si vous ne l’avez pas encore fait.

Le broyage

Lors de la mise en forme des objets plastiques, la matière première est généralement composée de petites billes homogènes de plastique que l’on vient faire fondre et mettre en forme suivant différents procédés (voir notre article précédent [Le plastique sous toutes ses formes]. Nombre de procédés de recyclage, low-tech ou non, utilisent les mêmes principes de mise en forme. Mais pour cela, il faut que les déchets soient à nouveau transformés en petits éléments homogènes de plastiques : la petite taille des éléments est assurée par l’étape de broyage, réalisée par un broyeur. Voyez plutôt cette vidéo, assez satisfaisante à regarder, d’un broyeur avalant une bouteille plastique pour la recracher en petits copeaux :

Broyage

Il existe bon nombre de technologies de broyeur, à des échelles très différentes car cette étape est indispensable à tout centre de recyclage, que ce soit un petit centre low-tech comme celui que nous allons construire avec le Tri-Haut, ou un gros centre industriel.

Parmi toutes ces technologies, nous avons choisi celle proposée par la communauté Precious Plastic, une communauté mondiale pour le traitement low-tech du plastique qui nous a beaucoup inspirée comme nous le verrons dans une prochaine partie. Son principe est assez simple, il s’agit de faire tourner deux sets de lames courbes en sens contraire pour aspirer tout en coupant le déchet en petits morceaux.

Broyeur du Tri-Haut
1. Chassis 2. Boîte de broyage 3. Trémie
4. Transmission 5. Protection de la transmission
6. Réducteur 7. Moteur 8. Panneau électrique

Il existe des centres spécialisés dans le seul broyage des déchets plastiques, qui vendent ensuite les petits bouts obtenues à des industriels afin qu’ils refassent de nouveaux objets avec. Cela se fait beaucoup pour les plastiques PET (bouteilles plastiques), ceux qui sont les plus recyclés, car leur achat est souvent plus coûteux neuf que recyclé, ce qui n’est pas forcément le cas pour les autres types de plastiques.

Le lavage

Nous l’avons vu dans la section précédente, la plupart des procédés de recyclage nécessitent d’avoir une matière première (faite à partir des déchets plastiques) qui soit des petits morceaux de plastiques homogènes. Le lavage, combiné au tri, assure l’homogénéité du plastique. Il consiste à retirer les éléments ajoutés aux objets (étiquettes, film aluminium…) et à le nettoyer des impuretés (terre, poussière, restes alimentaires…).

A nouveau, différentes technologies existent à toutes les échelles car c’est une étape presque aussi indispensable que le broyage. Il se fait généralement après le broyage afin de pouvoir nettoyer toutes les surfaces (par exemple, l’intérieur d’une bouteille fermée est inaccessible avant broyage).

La première étape consiste à nettoyer les copeaux de plastique, généralement avec de l’eau, soit à la manière d’une machine à laver avec un tambour rotatif, soit en remuant un bac d’eau dans lequel flottent les copeaux. C’est cette deuxième option qu’ont choisi Plastic Odyssey, une organisation luttant contre la pollution plastique dont nous reparlerons plus tard, avec leur bac à lavage. Cette méthode fonctionne bien avec les plastiques légers (PP, PE, PS) qui flottent en surface alors que les impuretés coulent. Elle marche moins bien avec le PET et le PVC qui sont plus lourds que l’eau eux aussi.

Une seconde étape de centrifugation permet de séparer les dernières impuretés ainsi que l’humidité due à la première étape. Pour cela, on utilise une centrifugeuse, aussi bien à l’échelle low-tech qu’à l’échelle industrielle. La centrifugeuse verticale proposée par Plastic Odyssey consiste simplement à faire tourner rapidement un cylindre cerclé d’une trémies suffisamment large pour laisser passer les impuretés et l’eau mais tout de même plus petite que les copeaux de plastique. Ainsi, on obtient du plastique pur, sec et sans saletés, la matière première idéale pour les machines qui suivent.

Precious Plastic

Nous avons déjà parlé de machines Precious Plastic pour le broyage sans toutefois expliquer ce qu’était réellement cette communauté.

Precious Plastic est un projet de recyclage low-tech du plastique, entendez à l’échelle artisanale. Il a été lancé en 2012 par Dave Hakkens et vise à démocratiser le recyclage du plastique en permettant à tout un chacun de mettre sur pied sa propre usine miniature de recyclage. Pour cela, des plans de machines peu onéreuses ainsi que des tutos sur comment les monter et comment les faire fonctionner, ou encore comment gérer différents types d’atelier de recyclage, sont disponibles en open source sur leur site internet (https://preciousplastic.com/index.html). On peut aussi directement acheter les machines auprès de personnes qui en fabriquent, c’est ce que nous avons fait pour notre projet. Au final, l’idée de Precious Plastic est de rassembler des personnes au sein de communautés locales pour le recyclage du plastique.

Présentation Precious Plastic

Parmi les machines proposées par Precious Plastic, on retrouve évidemment le broyeur et la machine de lavage que l’on a vu précédemment, mais aussi quatre machines destinées à la mise en forme du plastique :

  • L’extrudeuse permet de transformer le plastique broyé en un fil de la forme du moule placé en sortie. Le principe est assez simple : une vis sans fin chauffe et achemine le plastique broyé jusqu’au moule qui, sous la pression exercée par l’apport continue de matière, vient donner sa forme au plastique, qui refroidit une fois à l’air libre, pour figer sa forme. Partant de ce fil, ou de profilés de différentes formes, on peut le garder tel quel ou l’enrouler sur lui-même à la manière de l’osier. On peut aussi placer un autre moule, fermé celui-ci, en sortie de l’extrudeuse pour créer des poutres, que l’on peut ensuite tordre et assembler (voir la vidéo suivante).
Fabrication de poutres avec l’extrudeuse
  • La presse à feuilles plastiques permet de fabriquer, comme son nom l’indique, des feuilles à partir de plastiques. Il s’agit simplement de comprimer du plastique entre deux plaques, en le chauffant pour qu’il puisse s’agglutiner. On peut ensuite découper ces plaques, les tordre en les faisant chauffer localement à l’aide de moules, et les assembler pour créer des objets, notamment du mobilier ou des contenants.
  • La presse à injecter de Precious Plastic est une version miniature de celles utilisées dans l’industrie, tout comme l’extrudeuse d’ailleurs. Elle permet de créer de petits objets en injectant, à l’aide d’une vis sans fin à nouveau, du plastique chauffé dans un moule. Le plastique va alors prendre la forme du moule et donner l’objet désiré une fois refroidi.
  • La machine de compression ressemble un peu à la presse à feuilles. Il s’agit de remplir un moule composé de deux parties (bas et haut) de copeaux de plastiques et de mettre le tout dans un four entre deux plaques qui vont venir comprimer l’ensemble afin que le plastique prenne la forme du moule une fois refroidi.

Le principal problème des machines Precious Plastic est leur incapacité à traiter le plastique PET, qui est très capricieux du fait d’un intervalle de température de fusion très précis comparé aux autres plastiques, et d’une tendance à s’effriter lorsqu’on le refroidit. Seule la presse à injecter peut éventuellement être utilisée avec du PET, pour de tout petits objets. C’est avec du PP et du PE que les machines Precious Plastic marchent le mieux.

En combinant l’utilisation de ces machines, on peut créer une infinité d’objets en plastique : table, toupie, porte-clé, chaise, panier, caisses, briques, « œuvres »…

Plastic Odyssey

Plastic Odyssey est une organisation d’origine marseillaise qui lutte contre la pollution plastique en mer. Pour cela, elle cherche à agir en amont, c’est-à-dire directement auprès des populations qui produisent ces déchets plastiques, pour les inciter et les aider à fabriquer leurs propres machines de recyclage low-tech. Ils travaillent aussi avec les populations pour trouver des solutions afin de réduire leur consommation de plastique, notamment en ce qui concerne tous les plastiques à usage unique.

On peut trouver sur leur site (https://plasticodyssey.org/), de la même manière que pour Precious Plastic, tout un ensemble de machines low-tech en open source. Parmi elles, on retrouve à nouveau un broyeur et un bac de lavage, mais aussi une extrudeuse, une presse hydraulique, un four à plaques, un compacteur et une pyrolyse.

  • L’extrudeuse de Plastic Odyssey fonctionne globalement de la même manière que celle de Precious Plastic bien qu’elle soit beaucoup plus puissante (environ 5 kW pour l’extrudeuse pro de Precious Plastic contre un peu moins de 50 kW pour celle de Plastic Odyssey), mais donc aussi plus cher, plus lourde, plus volumineuse… Un barillet est aussi proposé par Plastic Odyssey, c’est un support pour les moules permettant de réaliser des profilés de tailles et sections diverses, il permet d’optimiser l’utilisation de ces moules en évitant d’avoir à arrêter l’extrudeuse à chaque changement de moule (mais simplement à tourner le barillet), contrairement à l’extrudeuse Precious Plastic.
  • Le four à plaques de Plastic Odyssey permet de créer des plaques à partir de copeaux de plastique. Il s’agit simplement de faire chauffer le plastique dans un moule en forme de plaque. Mais contrairement à la presse à feuilles de Precious Plastic, ici les plaques ne sont pas comprimées. Si on veut obtenir des plaques lisses et compactes, il faut les placer encore chaudes dans la presse hydraulique que nous verrons juste après. Avec la technologie de Plastic Odyssey, il faut donc deux machines pour faire ce que fait Precious Plastic avec une unique machine. Mais la presse hydraulique peut être utilisée différemment aussi, comme nous allons le voir juste après.
  • La presse hydraulique permet déjà d’améliorer grandement la qualité des plaques produites par le four à plaques, comme nous l’avons vu. Mais son champ d’application est bien plus large que simplement créer des plaques plates. L’intérêt majeur de la presse hydraulique apparaît lorsque l’on place un moule (en deux parties : fixe et mobile) entre les deux plateaux et que l’on vient mettre de la matière entre ces deux parties du moule. Soit de la matière sortant de l’extrudeuse, soit une plaque sortant du four à plaques, dans tous les cas elle doit être encore chaude et malléable. En exerçant ensuite une forte pression homogène sur le moule, grâce à des vérins hydrauliques, on force la matière à se répartir dans toute l’empreinte du moule. On obtient ainsi, une fois refroidis, des objets très divers selon les moules choisies. Cela s’apparente à la machine à compression de Precious Plastic, mais sans chauffage.
  • Le compacteur ne permet pas de recycler le plastique, il permet simplement de compacter les déchets en des balles compactes afin qu’ils prennent nettement moins de place si on veut les transporter ou simplement les stocker. On réduit ainsi considérablement le volume occupé par les déchets, mais il devient alors plus difficile de les séparer pour les trier car ils sont emmêlés dans la balle.
  • Nous parlerons plus en détail de la pyrolyse dans une prochaine section, et plus encore dans notre article [La pyrolyse]

Polyfloss Factory

Polyfloss Factory est une petite entreprise britannique, initialement créée par des étudiants londoniens, qui fabrique une machine permettant de transformer les plastiques PP et PET en laine isolante pour les bâtiments et les vêtements (doudoune, duvet…).

Reportage Brut sur Polyfloss Factory

Cette machine présente de grands intérêts pour le recyclage low-tech du plastique. Il s’agit déjà de la seule machine permettant de recycler facilement et efficacement les plastiques PET, qui sont très difficiles à traiter avec des machines Precious Plastic et Plastic Odyssey du fait de leur température de fusion très précise et de leur tendance à s’effriter au refroidissement. Elle est toutefois optimisée pour le traitement du PP. De plus, elle permet de traiter des quantités assez importantes de plastique (10 kg/heure) et ce en continue, il suffit de l’alimenter en plastique. Elle consomme relativement peu d’électricité (600 W, contre 5 kW pour une extrudeuse Precious Plastic par exemple). Enfin, elle est facile à utiliser et à maintenir.

Au vu de ses nombreux avantages, il est évident qu’une telle machine sera présente dans notre centre de tri au pied de l’Everest !

Art

Ce n’est pas une méthode de recyclage low-tech à proprement dite mais c’est intéressant de voir ce que certaines personnes arrivent à créer comme œuvres d’art à partir de simples déchets plastiques récoltés dans des décharges comme on en trouve tellement au Népal, et dans bien d’autres pays du monde malheureusement.

Le meilleur exemple pour cela est le projet Sagarmatha Next, qui se situe dans la même vallée que notre projet, un peu en contrebas. Je vous laisse aller y jeter un œil si cela vous intéresse : https://www.sagarmathanext.com/.

La pyrolyse

Avec la pyrolyse, nous rentrons dans les méthodes un peu plus éloignées du recyclage à proprement dit, mais qui permettent tout de même une valorisation certaine des déchets. Il permet de traiter les déchets qui sont désormais difficilement recyclables (trop sales, trop mélangés, déjà recyclés plusieurs fois…).

Nous avons vu dans le premier article de cette série de trois articles sur le plastique, [Le plastique sous toutes ses formes], que les matières plastiques sont en fait un assemblage de molécules d’hydrocarbures mises bout à bout pour former une longue chaîne, à savoir des polymères. L’idée de la pyrolyse est d’effectuer le processus inverse : en chauffant le plastique en absence d’oxygène, à plus de 450 °C, la plastique s’évapore et ses liaisons se brisent : une partie se condense en fioul, une autre partie reste sous forme gazeuse, et une dernière petite partie forme du wax, une substance solide dont on ne sait pas encore quoi faire.

Il est fréquent d’effectuer plusieurs fois d’affilée le processus de pyrolyse (chauffage et condensation) au moyen de plusieurs condenseurs (3 dans le cas de notre prototype) afin d’améliorer la qualité du fioul. Le gaz produit peut être utilisé afin de chauffer les chambres de combustion. Dans notre cas, comme l’électricité ne devrait pas être un problème du fait de la construction prochaine d’une centrale hydroélectrique dans la vallée, nous cherchons à récupérer ce gaz pour permettre aux habitants de se chauffer notamment. Nos recherches continuent sur ce point, et sur le wax également.

L’avantage de la pyrolyse est qu’elle nécessite une phase de pré-traitement moins importante que pour les machines de recyclage : si le broyage en amont est très recommandé, le lavage n’est pas indispensable, bien qu’il permette d’améliorer les résultats obtenus, comme le montrent nos expériences sur le prototype. C’est un processus très efficace pour les plastiques PP et PE mais qui ne fonctionne pas très bien avec d’autres plastiques comme le PET…

Le prototype de pyrolyse développé par la première équipe du Tri-Haut

S’agissant d’une technologie qui n’est pas encore tout-à-fait mûre, du fait d’une industrialisation difficile et du faible prix du pétrole, nous effectuons beaucoup de recherches et d’expériences sur la pyrolyse.

Si vous souhaitez en savoir plus, nous avions écrit l’année dernière un article dédié à ce procédé sur notre site, [La pyrolyse]. Nous le mettrons à jour au fur-et-à-mesure de nos avancées.

L’incinération

L’incinération n’est pas non plus une méthode de recyclage à proprement dite, mais il peut permettre de valoriser énergétiquement les déchets plastiques en récupérant la chaleur produite, soit directement en injectant la chaleur dans un réseau de chaleur, soit en la transformant en électricité.

Nous n’allons pas nous attarder sur cette technologie largement répandue car nous l’avions déjà fait dans un précédent article, [L’incinérateur], quand nous projetions encore d’installer un incinérateur dans la vallée.

Le tri du plastique

Publié le 08/08/2022 par Nathan Lioret

Dans l’article précédent, nous vous présentions assez brièvement comment sont fabriqués les matières plastiques, qui constituent l’essentiel des déchets que nous allons traiter au Népal. Si les termes de polymère, thermoplastiques, thermodurcissables, injection, extrusion, rotomoulage… ne vous sont pas familiers, je vous invite à aller lire notre précédent article [Le plastique sous toutes ses formes].

Avant de commencer à recycler les plastiques, ce qui sera l’objet du prochain article, il nous faut les trier selon leur type car chaque type de plastique a des propriétés spécifiques qui ne permettent bien souvent pas de mélanger plusieurs types de plastiques dans un même processus de recyclage. On peut déjà penser à l’importance de distinguer les thermoplastiques des thermodurcissables : l’un peut être refondu indéfiniment et est ainsi très propice au recyclage, tandis que l’autre est figé à jamais après sa création ce qui le rend très difficile à recycler. Nous verrons aussi qu’il est très important de bien distinguer les 7 catégories de thermoplastiques, certaines plus que d’autres, du fait notamment d’une température de fusion différente d’une catégorie à une autre. Nous rentrons dans le vif du sujet.

Thermoplastique ou thermodurcissable ?

Un premier tri doit être effectué entre ces deux types de plastiques extrêmement différents que l’on ne peut jamais mélanger au sein d’un même processus de recyclage. Heureusement, il est facile de les différencier, au moyen de l’une ou l’autre des deux méthodes suivantes.

La première, la plus logique, consiste à chauffer le plastique pour voir comment il réagit : les thermoplastiques fondent (passage de solide à liquide) alors que les thermodurcissables brûlent, ils noircissent sans changer d’état.

La seconde méthode consiste à rayer la surface du plastique. Lorsque l’on raye la surface d’un plastique thermodurcissable, des particules apparaissent, elles se déposent sur le doigt quand on le passe sur la rayure. Ce n’est pas le cas pour les thermoplastiques. [1]

PET, PE, PP, PS…

Maintenant que nous avons séparé les thermoplastiques des thermodurcissables, nous allons séparer les thermoplastiques selon leur type. Nous ne nous intéresserons pas au tri des thermodurcissables car il est très peu développé. En effet, il est impossible de les recycler et ils finissent généralement incinérés ou mis en décharges, il n’est donc pas nécessaire de les trier…

Le tri des thermoplastiques est une tâche assez complexe qui peut être abordée sous différents angles, nous allons voir les principales méthodes existantes, leurs avantages et leurs inconvénients et enfin lesquelles vont être utilisées pour notre projet.

Tri manuel

La méthode demandant le moins de technologie est le tri manuel, “à la main”, effectué par un être humain qui va reconnaître, selon sa couleur, sa texture, sa forme, ses éléments ajoutés (étiquettes, sigle de recyclage…), de quel type de plastique il s’agit. Ce travail peut être largement facilité, en Europe surtout, par l’apparition de sigles désignant de quel type de plastique il s’agit. Cette méthode repose essentiellement sur l’expérience de la personne qui effectue le tri, elle peut être très rapide si plusieurs personnes s’y mettent, mais il arrive parfois que deux produits de plastiques différents aient la même apparence et la même texture. Les erreurs sont donc assez fréquentes avec ce type de tri.

Pour voir de quels plastiques sont généralement faits les objets les plus communs, je vous invite à retourner voir notre article précédent [Le plastique sous toutes ses formes] où les utilisations classiques de chaque type de plastique sont détaillées dans la partie “Tous les mêmes plastiques ?”. 

La méthode du tri manuel, peu onéreuse et peu énergivore, est la méthode que nous utiliserons le plus dans le cadre du projet Tri-Haut pour l’Everest.

Source : https://www.lagazettedescommunes.com/300180/le-centre-du-muy-trie-les-plastiques-souples-a-cout-maitrise/

Tri par flottaison

Une seconde méthode très utilisée est la méthode du tri par flottaison. Il se trouve que la densité des plastiques diffère d’un type de plastique à un autre. L’idée du tri par flottaison est d’exploiter cette propriété pour, à l’aide de cuves successives remplies de différents liquides, séparer les différents types de plastique. En effet, les plastiques les plus lourds vont couler tandis que les plus légers vont flotter, on peut alors facilement les séparer.

Pour que cette méthode soit efficace, il faut que la différence de masse volumique entre les matières à séparer soit au minimum de 0.2 g/cm3, pour pouvoir notamment négliger l’effet des additifs sur la masse volumique. On voit donc qu’il sera difficile de séparer précisément le PE du PP et du PS par exemple. Cette méthode est en revanche largement utilisée pour séparer le PET des autres plastiques (excepté le PVC), simplement avec de l’eau. D’autres séparations, plus ou moins précises, peuvent être effectuées au moyen d’autres liquides mais nous n’allons pas nous y attarder plus.

Tri densimétrique

Il existe d’autres méthodes de tri densimétrique, qui se fondent sur le comportement mécanique d’un solide dans un fluide (liquide, gazeux ou supercritique) selon sa forme, sa masse volumique et sa surface de contact avec le fluide. Le plastique broyé est envoyé dans un flux (horizontal, ascendant, centrifuge…) afin d’être séparé. Quelques exemples de procédés utilisant cette méthode sont donnés ci-dessous :

Méthodes du Air Knife (haut gauche), du Zig Zag (droite), du Cyclone (bas gauche) et de la table densimétrique à lit fluidisé (bas) [2]

Brûlage

Une autre méthode assez simple à mettre en œuvre est la méthode du tri par brûlage. Elle consiste simplement à brûler un morceau du plastique à trier afin d’en déterminer la composition selon les propriétés de la flamme (couleur, volume, allure). Cette méthode présente des risques puisque certains types de plastique relâchent des fumées toxiques lorsqu’on les brûle (PET, PVC et PS notamment). En plus de ce risque, cette méthode est très difficilement industrialisable et moins efficace que d’autres méthodes plus faciles à mettre en œuvre à l’échelle industrielle, elle n’est donc pas utilisée dans l’industrie. Elle peut toutefois être utilisée occasionnellement dans des situations de tri avec des machines low-tech, surtout pour lever un doute lors du tri manuel des plastiques. C’est dans cette seconde situation que nous nous trouvons avec le projet Tri-Haut.

Propriétés de la flamme suivant le type de plastique brûlé [3]

Tri optique

Voyons maintenant les méthodes de tri optique, on peut les distinguer en deux catégories : le tri optique en amont du broyage et le tri optique en aval du broyage. 

Le premier type de tri optique consiste à observer la forme, la taille et la couleur des déchets en arrivage, pas encore broyés, pour essayer de déterminer leur type, exactement comme le ferait un être humain. Ces technologies se sont développées ces dernières années avec l’essor de l’intelligence artificielle.

Le second s’effectue après le broyage, généralement par spectroscopie Infrarouge (détection des vibrations de certaines liaisons chimiques à des fréquences caractéristiques) même si d’autres méthodes existent. Notamment la pyrolyse Infrarouge qui consiste à analyser par spectroscopie Infrarouge non pas la matière solide directement mais les gazs émis lors de la pyrolyse (combustion sans oxygène) de cette matière plastique à l’aide d’un laser. Mais encore la spectroscopie Raman et dans le visible (même principe que dans l’Infrarouge mais pour différentes liaisons chimiques), la fluorescence X (détection d’atomes pouvant se fluorescer), l’analyse par ultrasons (mesure de l’atténuation des ultrasons sur une plage de fréquence donnée)… Chaque type de plastique présente des réponses différentes à chacune de ces sollicitations. Ce n’est pourtant pas toujours si facile de les différencier, une fois de plus à cause des différents additifs que l’on retrouve très souvent dans les plastiques et qui affectent les propriétés du matériau et donc sa réponse aux sollicitations optiques (mais aussi mécaniques, électriques…). [2]

Tri électrostatique

Enfin, après les méthodes de tri manuel, de tri densimétrique (flottaison, flux d’air ou d’eau…) et de tri optique (brûlage, en amont, en aval), des méthodes de tri utilisant les propriétés électriques particulières de chaque type de plastique existent. Pour exploiter ces propriétés, il faut charge les particules de plastique, plusieurs façons de le faire existent : par triboélectricité (frottement intensif de particules différentes entre elles, à la manière d’un ballon de baudruche avec les cheveux), par induction conductive (mise en contact d’une surface chargée avec les particules non chargées du plastique) ou par bombardement ionique (l’inverse de l’induction conductive : le plastique est chargé mais la surface fixe ne l’est pas). Ensuite, si la taille des éléments plastiques est suffisamment petite pour que les forces électrostatiques soient supérieures aux forces de gravité et d’inertie, qu’ils soient secs et de granulométrie homogène, alors on peut trier les plastiques entre eux par cette méthode. [2]

Charge électrostatique des principaux plastiques (chargé (-) à gauche, chargé (+) à droite) [2]
Séparateur électrostatique Hamos [2]

Tri par dissolution sélective

La dernière méthode présentée ici est la méthode de tri dite de dissolution sélective. Elle consiste à placer le mélange de plastique que l’on cherche à trier dans différents solvants à des températures spécifiques, dans lesquels certains types de plastique vont se dissoudre et pas d’autres, pour mettre en évidence les types de plastique présents dans le mélange. En appliquant successivement cette méthode jusqu’à dissolution complète du mélange, on détermine quels plastiques sont présents.

Quelques couples solvant/non-solvant classiques [2]

On peut aussi faire mention du tri magnétique, qui ne permet pas directement de trier les plastiques entre eux, mais qui permet tout de même de retirer les éléments métalliques des déchets. C’est une méthode qui agit en amont du tri proprement dit et qui est très utilisée industriellement.

Maintenant que nous avons vu les principaux types de plastique et les différentes méthodes utilisées pour les séparer, on peut désormais s’intéresser au recyclage en lui-même, et comment l’appliquer à des petites échelles comme c’est le cas pour le projet Tri-Haut.

Sources

[1] https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/le-tri-du-plastique/ 

[2] RECORD, Etat de l’art concernant les méthodes de tri des matières plastiques, 1998, 223 p, n°96-0901/1A.

[3] https://www.boedeker.com/Technical-Resources/Technical-Library/Plastic-Identification

Le plastique sous toutes ses formes

Publié le 31/06/2022 par Nathan Lioret

Dans cet article, nous allons voir plus précisément ce qu’est le plastique, comment on le fabrique et sous quelles formes on le retrouve le plus couramment. En effet, notre projet porte essentiellement sur le recyclage des déchets plastiques, et ce recyclage ne s’effectue pas de la même manière selon le type de plastique auquel on fait affaire. C’est pourquoi il était capital pour nous de nous renseigner sur les plastiques les plus courants et comment les reconnaître.

C’est quoi un plastique ?

Avant tout, comment fait-on pour obtenir ce matériau indispensable à nos sociétés modernes ? On désigne par “matières plastiques” les polymères, un ensemble ordonné de monomères obtenus par le craquage (chauffage puis refroidissement brutal) du naphta, un liquide issu du raffinage du pétrole. Ces monomères sont ensuite rassemblés pour former des chaînes macromoléculaires, c’est-à-dire des molécules d’une taille suffisante pour être visible à l’œil nu, il s’agit d’un polymère, qui se présente généralement sous la forme d’une bille (granulé) que l’on va pouvoir mettre en forme ensuite. Cette polymérisation s’effectue au moyen d’additifs (réactifs et catalyseurs) ainsi qu’en agissant sur la température et la pression appliquées aux monomères. [1] Vient ensuite la dernière étape, la mise en forme, qui consiste à transformer ces billes de plastiques en objets. Pour cela, de très nombreuses méthodes existent, pour n’en citer que les principales, voici quelques exemples [2] :

  • Le moulage par injection : les billes de plastique sont ramollies en étant chauffées avant d’être envoyées sous pression dans un moule fermé au moyen d’une presse à injecter. Ce moule donne la forme de la pièce que l’on va obtenir une fois refroidie. Ce procédé est utilisé pour des objets de toutes tailles, du bouchon de bouteille plastique à la table de jardin.
  • L’injection-soufflage : en combinant le principe d’injection avec un jet d’air permettant de venir plaquer le plastique injecté contre les parois du moule, on obtient les bouteilles plastiques que l’on connaît que trop bien. C’est le principe de l’injection-soufflage
  • L’extrusion : consiste à compresser la matière amollie au travers d’un moule (une filière) qui lui donnera la forme souhaitée que ce soit un simple fil, un tube creux (tuyaux en PVC), des formes complexes… On peut comparer cette méthode à celle utilisée pour faire des churros. Des variantes existent, comme l’extrusion-soufflage et l’extrusion-gonflage.
  • Le rotomoulage : consiste à faire tourner un moule rempli de plastique liquéfié sur lui-même, puis de le refroidir pour obtenir la forme souhaitée.
  • Le thermoformage : on ramollit une plaque de plastique (qui est mise en bobine si l’épaisseur est faible, c’est le plus courant) en la faisant chauffer avant de la comprimer entre deux moules qui lui donne sa forme finale.
  • Le laminage : permet d’obtenir des plaques ou du film plastique en faisant passer la matière entre deux cylindres rotatifs plus ou moins écartés (laminoirs).

Tous les mêmes plastiques ?

Ça serait bien trop simple ! 

On peut déjà commencer par différencier les plastiques en 2 grandes catégories : les thermoplastiques et les thermodurcissables. Les thermoplastiques peuvent être refondus indéfiniment ce qui en fait des plastiques très adaptés au recyclage contrairement aux thermodurcissables qui eux ne peuvent pas être refondus et sont très difficiles, voir impossible à recycler [3]. Heureusement, 80% du plastique produit dans le monde est du thermoplastique. Aussi, les méthodes décrites plus haut pour la mise en forme du plastique concernent essentiellement les thermoplastiques, les thermodurcissables étant fabriqués avec des méthodes plus complexes.

Les thermoplastiques sont à nouveau subdivisés en 7 grandes familles, dont les propriétés diffèrent et qui ne se recyclent pas de la même manière, comme nous le verrons dans un prochain article [4,5] :

  • Polyéthylène Téréphtalate (PET)
    • Propriétés : léger, rigide ou semi-rigide, transparent ou semi-opaque 
    • Avantages :  léger, solide (résistant aux impacts), étanche aux oxydes (CO2) et à l’eau, bonnes propriétés électriques, longue durée de vie
    • Inconvénients : fort retrait au moulage, se dégrade quand on le chauffe 
    • Dangers : fumées nocives
    • Utilisations classiques : toutes les bouteilles plastiques, emballages alimentaires, cartes de crédit et de fidélité, rembourrage de peluches et de coussins, peignes, certains sacs, tapis, cordes…
  • Polyéthylène Haute Densité (HDPE) :
    • Propriétés : souple et flexible, forte résistance à la traction, translucide, texture cireuse, inerte
    • Avantages : stable thermiquement (résistant au froid comme au chaud), bon marché, bonne résistance chimique, bonne propriétés électriques, résistance aux frottements
    • Inconvénients : résiste mal aux agents oxydants, moins rigide que le PP, facile à brûler, faible résistance aux UV, fort retrait au moulage
    • Dangers : pas de dangers à le brûler en soi mais les additifs peuvent en présenter
    • Utilisations classiques : tuyaux, jouets, bols, caisses en plastique, film d’emballage, produits ménagers, bouteilles de lait, flacons de shampoing et de médicaments, bouchons de boissons gazeuses
  • Polychlorure de Vinyle (PVC)
    • Propriétés : isolant, chimiquement inerte, rigide ou souple, opaque ou transparent, antidérapant ou lisse
    • Avantages : facile à entretenir, bon marché, résistant à l’eau, au feu, à l’acide et aux alcalins
    • Inconvénients : dégradation par surchauffe, cassant sous 0 °C, se décolore si trop exposé aux UV, haute densité
    • Dangers : génère de l’HCL et des dioxines quand on le brûle (très toxiques)
    • Utilisations classiques : rigide = tuyaux de plomberie, matériaux de construction, semelles, gaine thermorétractable, manches d’ustensiles de cuisine, mobilier de jardin ; souple = emballages de fromage et viande, ruban adhésif, faux cuire, joint d’étanchéité, gaine de câble, couche-culotte
  • Polyéthylène Basse Densité (LDPE) :
    • Propriétés : chimiquement inerte, souple, translucide, isolant
    • Avantages : bon marché, résistant au froid, résistant aux produits chimiques et à l’hydrolyse, bonne résistance aux impacts, facile à fabriquer
    • Inconvénients : faible résistance à la traction, peu rigide, résiste mal à la chaleur, brûle facilement, résiste mal aux UV, fort retrait au moulage
    • Dangers : pas de dangers à le brûler en soi mais les additifs peuvent en présenter
    • Utilisations classiques : films alimentaires, sacs-poubelles, sacs plastiques, bouchons de bouteille de lait, sachets de glaçons, feuilles, bols en plastique, tuyaux…
  • Polypropylène (PP) :
    • Propriétés : translucide à opaque, dur à semi-rigide, hydrophobe
    • Avantages : résistant aux hautes et basses températures, très rigide, très solide, très résistant à l’abrasion, bonnes propriétés mécaniques, thermiques et électriques
    • Inconvénients : plus cher que le PE, cassant sous 0 °C, grande perméabilité aux gaz, faible résistance aux fuels, faible résistance aux UV, continue de brûler
    • Dangers : pas de dangers à le brûler en soi mais les additifs peuvent en présenter
    • Utilisations classiques : plastique de construction, tuyaux, jouets, chaises plastiques, ustensiles de cuisine (vaisselle pour enfants, plats micro-ondables, pailles à boire), emballages de beurre, tapis synthétiques, boîte de DVD, cordes, filets
  • Polystyrène (PS) :
    • Propriétés : dur, rigide, opaque ou transparent, brillant
    • Avantages : bon marché, faible retrait au moulage, bon isolant, bon à basses températures
    • Inconvénients : cassant, faible résistance à l’usure, faible résistance chimique
    • Dangers : relâche de la styrène quand on le brûle (toxique)
    • Utilisations classiques : jouets, boîtes de CD, diffuseurs de lumière, boîtier électriques, couverts, matériel d’école (équerre, règle, rapporteur), pot de yaourt et de crème fraîche, barquette de viande en styromousse
  • Autres (OTHER)
    • Propriétés : varient beaucoup d’un plastique à l’autre
    • Avantages : plastiques très intéressants dans cette catégorie (ABS, PLA, Nylon)
    • Inconvénients : difficile à identifier
    • Dangers : difficile de trouver la température de fusion, on finit généralement par les brûler, donc pas très sécuritaire (certains de ces plastiques dégagent des fumées très nocives, comme le PC)
    • Utilisations classiques : PC = CD & DVD ; PLA = bioplastiques ; ABS = filament d’imprimantes 3D, jouets, produits électroniques ; PMMA = verre acrylique ; bonbonnes pour refroidisseur d’eau, bouteilles réutilisables, biberons

Sources

[1] https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/la-fabrication-du-plastique-l-extraction-des-matieres-premieres/

[2] https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/la-mise-en-oeuvre-des-matieres-plastiques/

[3] https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/la-classification-des-types-de-matieres-plastiques/

[4] https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/

[5] https://community.preciousplastic.com/academy/plastic/basics

Le traitement du plastique dans le monde

Le traitement du plastique dans le monde

Publié le 01/12/2021 par Valentin GIRARD

Dans notre article précédent, Valentin vous présentait l’incinération, un procédé de gestion des déchets technique permettant de traiter les déchets n’étant pas valorisables par les autres moyens de recyclage ou récupération.

Trouver des solutions pour faire face à l’accumulation de déchets plastiques devient primordial. On estime que 8 millions de tonnes de plastique finissent dans l’océan chaque année, ce qui le conduit aujourd’hui à en contenir 150 millions de tonnes. Ça ne fait pas très beau pour les vacances à la plage me direz-vous ? Le problème n’est pas là. Il va beaucoup plus loin : le plastique se décompose en petites particules appelées « microplastiques ». Ces microplastiques sont toxiques. Cela provoque d’une part une contamination de réserves en eau potable en amont de l’océan. Ensuite, les organismes vivants dans l’océan sont victimes de cette contamination. L’appauvrissement de la biodiversité marine qui en résulte provoque des déséquilibres, ce qui provoque un effondrement de la biomasse marine. Cet effondrement a aussi un impact direct sur les territoires continentaux, pour beaucoup de raisons liées aux mécanismes écosystémiques globaux. Pour n’en citer qu’une : l’effet sur le plancton. 70% des gaz à effet de serre absorbés finissent dans l’océan grâce au plancton. Si sa biomasse s’effondre, la quantité de gaz à effet de serre absorbée chuterait drastiquement, provoquant ainsi une accélération du réchauffement climatique, dont nous connaissons déjà quelques conséquences désastreuses (catastrophes naturelles plus régulières et intenses, élévation du niveau de la mer et j’en passe).

En espérant vous avoir convaincu que le plastique n’est pas une bonne chose pour la planète (et en espérant vous avoir donné quelques nouveaux arguments pour convaincre les sceptiques de votre entourage), laissez-moi maintenant dresser avec vous le bilan de ce qui se fait actuellement en terme de traitement des déchets plastiques à l’échelle planétaire, tout en vous expliquant comment notre projet au Népal se positionne dans ce spectre de solutions.

Les méthodes pour lutter contre la pollution plastique peuvent être divisées en 5 grandes parties, classées sur la figure ci-dessus, de la « pire » à la « meilleure ». Je vous propose d’analyser avec moi chacune de ces méthodes dans l’ordre cité.

1- L’enfouissement / Le brûlage / L’Accumulation

Principe : Le principe de cette méthode est de se débarrasser de ces déchets soit en les entassant, soit en les enfouissant, soit en les brûlant. Pour l’accumulation, on parle de décharge à ciel ouvert. Celle-ci se fait souvent à proximité du site de consommation, mais il faut savoir que beaucoup de pays du nord (dont la France !!) exportent leurs déchets dans les pays du sud, en Afrique ou en Asie, pour les mettre en décharge. L’enfouissement, quant à lui, peut parfois être encadré avec des gros moyens, par exemple les déchets nucléaires qui sont enfouis dans des structures en béton assez conséquentes (on sort un peu du cadre du plastique mais ça peut aussi exister pour ce type de déchets). Il peut aussi s’agir d’un simple trou creusé et recouvert. Enfin pour le brûlage, le but premier est de réduire drastiquement le volume de déchets par leur incinération.

Échelle géographique : Ces méthodes ont malheureusement la particularité d’être les plus répandues. Elles sont appliquées largement dans les pays du sud, mais pas uniquement (coucou la Chine). La majorité des plastiques sont enfouis ou brûlés à petite échelle (foyer, quartier, voire petit village). Pour la grande échelle, on retrouve le plus souvent de grandes décharges, ou de l’enfouissement de grande échelle.

Avantages : Ces méthodes n’ont pas beaucoup d’avantages écologiques, l’avantage est économique et logistique. En effet, il est très facile de pratiquer ces méthodes, et cela reste moins coûteux que le recyclage par exemple.

Inconvénients : Ces méthodes sont très nocives pour l’environnement pour plusieurs raisons :

  • Le brûlage à ciel ouvert entraîne d’une part une conversion du plastique en eau mais aussi en CO2 qui est un gaz à effet de serre, mais a aussi la fâcheuse tendance à produire des Nox, furanes et autres dioxines qui sont des gaz très toxiques. Tous les additifs et substances contenues dans le plastiques sont aussi libérées dans l’air (Mercure et arsenic pour ne citer qu’eux). On a donc à la fois une amplification de l’effet de serre et des conséquences sanitaires désastreuses (1 décès sur 5 dans le monde serait dû à la pollution de l’air selon une étude proposée par Harvard).
  • L’enfouissement et l’accumulation permettent au plastique de se dégrader en microplastiques et de contaminer les sols et les océans avec les conséquences vues en introduction. Une autre conséquence non évoquée en introduction est la contamination des sols et des eaux par les additifs contenus dans le plastique (cf la partie sur le brûlage).

Commentaire : Dans certaines régions du monde comme le Népal, une méthode aussi très répandue est de jeter ses déchets dans la nature, mais pas dans une décharge sauvage (directement dans le torrent par exemple). Cette pratique est encore pire car la dégradation du plastique se fait alors plus rapidement et de façon moins contrôlée.

Un facteur influent sur la grande utilisation de ces méthodes (en plus de son coût faible et de sa simplicité), est la sensibilisation. En prenant de nouveau l’exemple du Népal, nous sommes passés dans certains villages où les habitants n’ont pas vraiment conscience des conséquences citées plus haut. Ces personnes, de mon point de vue, adapteraient volontiers leurs pratiques si des campagnes de sensibilisation étaient mises en place (et aussi quelques moyens rudimentaires apportés).

Lien avec le projet : Dans la région du Khumbu, la pratique la plus courante est d’accumuler des déchets dans des fosses (80 fosses dans cette vallée), et ensuite de brûler les déchets au kérosène. C’est cette pratique que nous essayons d’éradiquer avec notre projet.

2La valorisation énergétique

Principe : Le but de cette pratique est de transformer les déchets en énergie pour une utilisation utile. La méthode la plus répandue pour cette catégorie est l’incinération de déchets. Le but est alors de produire de l’énergie thermique : c’est-à-dire de l’eau chaude ou de la vapeur d’eau. Mais il existe aussi d’autres méthodes, pour produire de l’électricité par exemple. La méthanisation (applicable aux déchets biodégradables, pas au plastique) ou la pyrolyse permettent de produire respectivement du biogaz et du fioul. Ces deux méthodes peuvent être classées comme à cheval entre la valorisation énergétique et le recyclage.

Échelle géographique : La valorisation énergétique est extrêmement répandue dans les pays développés, notamment avec l’incinération. Quand nos poubelles sont ramassées, on en envoie une bonne partie à l’usine d’incinération, qui alimente généralement un quartier en chauffage. La méthanisation commence aussi à se développer à plus grande échelle, mais reste assez minoritaire. Quant aux méthodes de production d’électricité ou de fioul, elles n’existent pour l’instant qu’à l’échelle expérimentale.

Avantages : L’avantage principal est que cette méthode permet de voir le plastique non plus comme un fardeau mais comme une ressource, et cela motive à mieux gérer les déchets à l’échelle locale. On crée une richesse avec des déchets, donc des emplois, de l’énergie, en bref du développement économique et social. De plus, ces infrastructures ont souvent besoin d’être à échelle assez grosse (au moins un quartier) pour être rentables. Cela oblige à de gros investissements. Point négatif ? Peut-être pas si on considère que ces gros investissements sont faits par des acteurs influents qui prendront soin de mettre en place de bonnes mesures de sécurité pour ces machines (je pense aux filtres anti-pollution notamment).

Inconvénients : Que ce soit de l’incinération, du biogaz, du fioul, il y a toujours quelque chose qui brûle. Cela produit du CO2 qui est un gaz à effet de serre. On retrouve un inconvénient vu plus haut. Cependant, cela évite souvent de brûler une énergie fossile annexe. Par exemple, le fioul produit par la pyrolyse remplace celui qu’on aurait acheté autrement. Ou alors le chauffage produit par l’incinération évite de brûler du bois ou du fioul pour chauffer son logement, … 

Un autre inconvénient reste les produits toxiques. Même si les filtres anti-pollution les empêchent de finir dans l’atmosphère, ils forment ce qu’on appelle du refiom, une poudre très toxique et très dure à traiter.

Enfin, puisque ces infrastructures sont à grande échelle, elles sont onéreuses et demandent de grands moyens logistiques et financiers pour leur utilisation et pour le ramassage des déchets, et cela empêche son développement dans les pays du sud.

Commentaire : Un enjeu de notre siècle est de développer ces méthodes de traitement de déchets (ainsi que le recyclage) dans les pays du sud pour les déchets non recyclables, car bien qu’elles restent basses dans l’échelle qualitative, elles représentent un écart de développement très important par rapport aux méthodes de brûlage, d’enfouissement et d’accumulation.

D’autres méthodes de valorisation énergétique existent, mais restent à échelle expérimentale. Il en ira de même pour le recyclage.

Lien avec le projet : une des deux machines que nous allons apporter à la région du Khumbu est un système de pyrolyse. Cette solution est particulièrement adaptée à cette région car elle permet de traiter une quantité de plastique adaptée à la production de déchets, et apporte une valeur ajoutée aux habitants, qui doivent à l’heure actuelle importer leur fioul en hélicoptère depuis la capitale (dans cette région, on utilise beaucoup de kérosène pour le chauffage et la cuisine). Cela permet d’éviter de nombreux vols d’hélicoptère : un plus pour la planète et pour la facture des villageois.

3- Le recyclage

Principe : On a tous une idée plus ou moins claire de ce qu’il s’agit. Selon le Larousse : « Ensemble des techniques ayant pour objectif de récupérer des déchets et de les réintroduire dans le cycle de production dont ils sont issus ». Pour le plastique, les méthodes les plus répandues se basent sur le principe suivant :

  • Pour le PET (exemple bouteilles plastique), on le transforme souvent en fibres, pour faire des habits, de la moquette, des sacs de couchage, etc..
  • Pour les autres plastiques (notamment PP et PE), on les fond et les remoule pour faire de nouveaux objets.

Ces méthodes sont souvent économiquement viables à grande échelle, mais certaines initiatives arrivent à faire de plus petites machines pour des utilisations plus locales, par exemple Precious Plastic. 

Commentaire : Le plastique n’est pas recyclable à l’infini… Une grande partie est perdue car le processus de recyclage fait perdre au plastique ses propriétés utiles.

En dehors du plastique, le recyclage marche pour le papier et carton, le verre (qui se recycle très bien), les métaux, les déchets électroniques, et même les déchets verts si on considère le compost comme du recyclage (valorisation en engrais). Il existe là aussi des initiatives à échelle plus réduite, comme l’entreprise Fabrick qui propose des briques d’isolation thermique à base de vêtements.

Échelle géographique : Encore une fois, le recyclage reste marginal dans les pays du sud par manque de moyens, mais est très répandu dans les pays du nord.

Avantages : Ici, on ne produit pas (beaucoup) de gaz à effet de serre, et on évite de produire du plastique à partir de pétrole.

Inconvénients : Le principal inconvénient est que cette méthode incite (notamment les occidentaux) à consommer du plastique. Par manque d’information, beaucoup voient le plastique comme la méthode miracle. Une fois dans la poubelle jaune, ce plastique resservira, on a donc bonne conscience. Mais le plastique n’est pas recyclable à l’infini, et le recycler demande quand même beaucoup d’énergie, et génère de la pollution. 

En plus de cela, en raison de la taille des infrastructures, pour les mêmes raisons que la valorisation énergétique, ces technologies ont du mal à se développer dans les pays du sud.

Lien avec le projet : Le problème avec la machine à pyrolyse est qu’elle ne traite pas le PET. Nous nous inspirerons des machines proposées par Precious Plastic pour apporter une seconde machine capable de transformer le PET en objet utile pour les habitants de Pangboche et des villages alentour.

4- Le ré-emploie

Principe : Le principe est de trouver une seconde utilisation, ou un autre utilisateur pour un produit plastique que l’on utilise plus. Transformer une bouteille plastique en attrape-guêpe, des disques audio pour faire fuir les oiseaux, revendre sa cafetière sur Leboncoin ou donner ses habits trop petits à son cousin, nous l’avons tous déjà expérimenté… Mais le fait-on assez ? 

Échelle géographique : Cette pratique existe partout dans le monde, car elle ne coûte rien et est facile à mettre en place. Mais elle est (je pense) moins bien appliquée dans les pays occidentaux, car il est encore plus facile de jeter ses déchets.

Avantages : Cette méthode permet de ne pas consommer de plastique issue de la fabrication pétrolière, ou du recyclage. 100% du produit est réutilisé, il n’y a ici pas de perte et de grosses émissions carbones. 

Pour aller plus loin, penser réemploie permet de changer de mentalité vis-à-vis du plastique. Cela favorise l’économie circulaire et locale. Le réemploie est l’archétype du développement durable : 

  • Il permet d’éviter la pollution plastique et les émissions carbones qui y sont associées
  • Il crée du lien à l’échelle locale (revente de bien, ateliers de bricolage, etc)
  • Il permet de faire des économies sur ses dépenses

Inconvénients : Il n’est pas envisageable à grande échelle, et ne s’applique qu’à certains déchets assez spécifiques. Il est par exemple difficile d’appliquer cela aux emballages plastiques.

Un deuxième petit inconvénient est qu’il peut faire un peu d’ombre à la catégorie suivante.

5- La réduction à la source

Principe : Toutes les méthodes citées précédemment, bien que certaines soient plus acceptables que d’autres, se basent sur le principe de consommation de plastique. Mais étant donné que le pétrole est une ressource fossile, et que la grande partie du plastique finit dans les océans, le mieux reste d’en limiter sa consommation. Pour cela il existe de nombreux moyens : acheter ses produits en vrac, utiliser des produits en métal ou en bois plutôt qu’en plastique (couverts, bouteilles, …), etc… Il existe déjà assez de contenu à ce sujet sur internet. 

Échelle géographique : Cette méthode s’applique partout, mais est beaucoup plus présente dans les pays en voie de développement. Cette fois-ci ce sont les occidentaux qui montrent le mauvais exemple, en consommant beaucoup plus que les pays du sud. Mais malheureusement, de façon globale, cela reste souvent un phénomène subit (par manque de moyens financiers par exemple), plutôt qu’un choix réfléchi. 

Avantages : Ce principe permet de réduire son empreinte carbone, car il n’est pas nécessaire d’avoir recours aux méthodes précédentes. Il permet aussi de faire de nombreuses économies.

Inconvénients : Une conséquence a priori indésirable que l’on pourrait évoquer serait la baisse de l’activité économique. Mais nous savons très bien que le PIB est bien corrélé avec les émissions carbones. Vrai inconvénient ? Je ne crois pas… En revanche, cela pose des questions systémiques : la baisse de croissance ou la décroissance doit s’accompagner d’aides publiques pour la reconversion des emplois des secteurs carbonés vers des métiers dans les secteurs les plus en accords avec un monde plus sobre.

Lien avec le projet : Durant la 3ème phase du projet (phase de pérennisation), nous voudrions mener une action de sensibilisation pour les locaux mais aussi et surtout pour les touristes, pour les inciter à réduire l’apport de plastique dans le Khumbu, et pour que les déchets restant soient au maximum descendus dans la vallée de Kathmandu.


Peut-être n’y a-t-il pas de grande conclusion à tirer de ce constat, il s’agit en effet d’une vue d’ensemble de la situation globale actuelle du traitement des déchets plastiques.

On observe cependant une grande tendance : par manque de moyens, les pays du sud ont du mal à se procurer de grandes infrastructures de traitement de déchets, car elles sont onéreuses et demandent de grands moyens logistiques parfois compliqués à mettre en place dans ces pays. Dans un village où il n’y a pas d’accès routier, le camion poubelle a du mal à passer toutes les semaines… 

Je parlais plus tôt du défi de ce siècle à apporter ces grandes structures dans ces pays. Peut-être la solution serait plutôt de trouver des solutions adaptées à ces pays : du recyclage à plus petite échelle. Cela permettrait aux pays du sud d’avoir un accès plus facile au recyclage.

Un autre constat est de voir que les pays occidentaux priorisent globalement la valorisation énergétique alors que les pays moins développés priorisent le brûlage et l’enfouissement. La sensibilisation et l’information restent le seul moyen pour faire évoluer les mentalités et faire passer le monde au ré-emploie et à la sobriété plastique, d’où cet article… À réfléchir, à partager !

La pyrolyse

La pyrolyse

Publié le 10/07/2021 par Olivier Robelin

Dans notre article précédent, Valentin vous présentait l’incinération, un procédé de gestion des déchets technique permettant de traiter les déchets n’étant pas valorisables par les autres moyens de recyclage ou récupération.

Aujourd’hui, nous nous penchons sur une technologie moins connue dans nos pays : la pyrolyse.

Tout d’abord qu’est-ce que la pyrolyse ?

Il s’agit en fait une combustion sans oxygène qui permet de ne pas créer de flammes dans la chambre de combustion. L’intérêt est de transformer la matière solide en état liquide et gazeux. Il est intéressant de traiter les plastiques par cette technologie car ils sont formés à base de pétrole, que l’on peut réutiliser après le processus.

Voici une brève vidéo présentant schématiquement le processus :

En résumé, les grandes phases de la pyrolyse sont les suivantes :

  • Pré-traitement du plastique : tous les plastiques n’obtiennent pas des bons rendements avec la pyrolyse, il est donc nécessaire de les sélectionner pour obtenir un pétrole satisfaisant. Dans notre cas, nous pourrons traiter la majorité des plastiques mis à part le PET, qui correspond aux bouteilles plastiques.
  • Broyage du plastique : afin que le procédé de pyrolyse se passe au mieux, il est nécessaire de broyer les déchets pour avoir des résidus de faibles tailles et uniformes. De cette manière l’évaporation est simplifiée.
  • Combustion : une fois le plastique broyé, il peut être placé dans la chambre de combustion. Nous nous intéressons ici à la pyrolyse dite « basse température », avec une combustion approchant les 450°C (contre 850 °C pour l’incinération). Cette température est suffisante pour qu’il y ait un passage à l’état gazeux. Ensuite, ce flux est dirigé vers un condenseur qui permet d’extraire une partie en pétrole (environ 80 %), et une partie en gaz (environ 15 %). Il reste environ 5 % de résidus carbonés dont nous n’avons pas parlé. Ils sont extraits du processus avant le passage dans le condenseur.
  • Raffinage : selon l’utilisation du pétrole, il peut être nécessaire de le raffiner pour obtenir les différents carburants souhaités dans le cas de l’alimentation d’un moteur par exemple.

Crédits photos EarthWake

Vous savez donc maintenant les principes de base de la pyrolyse. Il est intéressant de la comparer à l’incinération car elle possède de nombreux avantages par rapport à l’incinération, particulièrement dans le cas de notre projet :

Technologiquement c’est un système beaucoup plus simple, qui entre dans la famille des low-tech. Elle peut donc être mise en place beaucoup plus facilement avec une maintenance également simplifiée. De plus, il est possible de mettre en place une unité à faible capacité de traitement au contraire de l’incinération.

La récupération de gaz permet de le réinjecter dans le système pour chauffer la chambre de combustion, cela permet une auto-alimentation. Ce n’est pas le cas pour un incinérateur ne fonctionnant pas de manière continue. Au Népal, en altitude, il est compliqué d’acheminer le combustible.

La température de combustion largement plus faible que l’incinération facilite le traitement des fumées. En effet, elles ne sont pas toxiques et le système de filtration est simplifié. D’autre part, la puissance de chauffe nécessaire pour atteindre la température optimale est moins importante dans le cas de la pyrolyse (450°C contre 850°C).

La part de résidu de la pyrolyse est moins importante et surtout n’entre pas dans le cadre des déchets dangereux contrairement à l’incinération. Cela est dû en partie aux types de déchets traités et il n’y a donc pas de traitement particulier à prévoir pour ces résidus. Toutefois, le fait de ne traiter que certains types de plastiques, ne permet pas de traiter autant de déchets qu’avec l’incinération…

La pyrolyse est donc adaptée à notre projet, à savoir une région complètement isolée. Cependant, il faut savoir que cette technologie est encore peu développée par rapport à l’incinération. Cela est dû à la difficulté de la développer à l’échelle industrielle. En effet, les infrastructures de traitement de déchets comportent des incinérateurs qui traitent plusieurs tonnes de déchets par heure, ce qui n’est aujourd’hui pas possible avec la pyrolyse.

Nous évoquions également le problème de certains déchets qui ne peuvent être traités que par l’incinération (PET, textiles, etc..). Cette part est assez faible dans notre cas, mais dans nos pays occidentaux, elle est plus importante. Il serait alors nécessaire de mettre en place d’autres moyens pour pouvoir les traiter.

La pyrolyse nécessite également un tri important au préalable. Étant donné les volumes de déchets que nous produisons dans nos pays, il faudrait revoir nos modes de tri et surtout mettre en place des moyens plus importants pour leur traitement, que ce soit au niveau des infrastructures et de la sensibilisation.

Enfin, on en revient toujours au même constat, mais la principale solution est de ne pas produire ces déchets. Commençons alors par réduire nos quantités de déchets produits !

L’incinérateur

L’incinérateur en 2 minutes

Publié le 27/12/2020 par Valentin Girard

Alors ce qu’on va faire, c’est qu’on va d’abord vous expliquer comment marche un incinérateur industriel, et ensuite pourquoi il faudra qu’on adapte le nôtre et comment. Ça vous va ? Allez c’est parti.

Une courte vidéo vaut mieux qu’un long discours, pas vrai ? Nous on en a trouvé une hyper bien faite durant 1 minutes 15 :

Pour ceux qui ont eu la flemme, voici un petit récap en image

Schéma d’un incinérateur
  • Les déchets sont préalablement triés. Les trop gros déchets et les gros déchets métalliques sont écartés.
  • Le reste arrive dans la fosse de stockage. Une pince approvisionne la chambre de combustion.
  • La chambre de combustion a préalablement été chauffée avec du gaz de ville, et est toujours maintenue au-dessus de 850°C pour une combustion complète et propre des déchets.
  • Ce qui n’a pas brûlé, ça s’appelle le mâchefer. Il est composé de cendres et de métaux. Ils sont stockés, et peuvent être réutilisé pour stabiliser des terrains par exemple.
  • Les fumées sont très chaudes. On utilise souvent cette chaleur pour faire de l’électricité avec des machines à vapeur évoluées, et/ou pour chauffer l’eau du réseau de chauffage de la ville.
  • Les fumées sont filtrées à la chaux et à la coke pour polluer le moins possible l’atmosphère. Ce qu’on récupère s’appelle le réfiom. Cette poudre est très toxique pour l’environnement. Il faut la traiter avec grande précaution.
  • Le reste des fumées est évacué par de hautes cheminées de refroidissement.
  • Si on doit arrêter la chambre à combustion, il faut le faire progressivement pour ne pas produire trop des fumées et déchets solides.

Ça a l’air facile sur le papier n’est-ce pas ? Mais bon, vous vous doutez bien, nous on ne pourra pas faire un incinérateur industriel à 4000m. Cela serait bien au dessus de notre budget, mais aussi inadapté au terrain, et à la quantité de déchets à incinérer. On a un autre problème : les conditions environnementales. Ça nous met des bâtons dans les roues pour 3 raisons principales :

  1. Déjà il y a moins d’oxygène en altitude. Et manque de bol, c’est hyper important pour la
    combustion. Il faudra apporter plus d’air à l’intérieur de la chambre de combustion pour avoir assez d’oxygène.
  2. Mais cela pose un 2ème problème : ça caille en montagne. Et vous vous rappelez, on a dit plus haut que la chambre de combustion doit être minimum à 850°C pour assurer une bonne combustion, qui ne pollue pas trop. Pas facile si on y apporte beaucoup d’air froid, et que les parois de l’incinérateur sont froides.
  3. Enfin, au Népal, et en plus à 4000m d’altitude, pas possible d’imaginer quelqu’un ramasser les mâchefers et le réfiom, et les traiter dans de bonnes conditions. Il faudra trouver une solution.

Alors qu’est ce qu’on va faire ? Ou du moins qu’est-ce qu’on aimerait faire ? Et bien un peu pareil qu’un incinérateur industriel, mais en intégrant les technologies low-tech, et en plus petit. On a un peu moins d’un an pour concevoir un incinérateur qui permette :

  • De brûler tous les déchets non métalliques qui finiraient dans les rivières.
  • De limiter la pollution atmosphérique.
  • Qui valorise les déchets en produisant de l’électricité et/ou de l’eau chaude.
  • Qui soit le plus facile à gérer pour les populations locales.
  • Qui soit installable en altitude, et qui s’adapte aux conditions climatiques du Khumbu.
  • Qui produise le moins de résidus possible (mâchefer et réfiom).

Pour nous aider à intégrer tout ça, on bénéficie des travaux réalisés par l’association Falchen Kangri. C’est une association de l’INSA Lyon qui est partie installer un incinérateur dans l’Himalaya à 5000m d’altitude.

C’est donc un beau challenge qui s’offre à nous dès aujourd’hui.

Mais ce challenge, on l’accepte à bras ouverts, et on est sûr qu’avec notre motivation et votre soutien, on peut le faire !