La vie des bouchons plastiques Eco-recyclage à valeur · PDF file2 Introduction Parmi...

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  • La vie des bouchons plastiques Eco-reusage valeur ajoute.

    AMC2 Matriaux pour lco-conception Robert Le Roy Leda Dimitriadi Mariano Re | Marina Zilberman

    ENSA Paris-Malaquais 2013-2014

  • 2

    Introduction Parmi les dchets recyclables, les bouchons plastiques abondent. En France, le tri des bouchons se fait dans le bac jaune avec les autres polymres et matriaux recyclables.

    Les chiffres officiels indiquent que de 10 bouteilles et flacons plastiques, tris par les habitants, 5,4 sont recycles. la fois, de 435 000 tonnes de bouteilles et flacons mis sur le march, 235 568 tonnes sont recycles1.

    Recyclage des plastiques par la mairie Activit lucrative.

    Aprs la collecte de poubelles, les diffrents matriaux sont spars dans les usines de tri pour pouvoir tre vendus chaque entreprise de recyclage. Avec les profits la mairie finance la collecte et lentretien des quipements.

    Les diffrents types de polymres sont spars pour permettre son recyclage. Le processus est trs spcifique pour chaque matriau. En ce cas, les bouteilles et ses bouchons sont diffrents types de polymres : le corps de la bouteille est de PET (Polythylne Trphtalate) et les bouchons sont en PEhD (Polythylne haut-densit). Les industriels les dissocient avec lutilisation de leau et la diffrence de densits : le PEhD flotte tandis que le PET coule.

    Recyclage des bouchons plastiques par ONG Activit non lucrative. Il sagit de la collecte ponctuelle des bouchons en PEhD par organisations2 qui donnent leurs profits aux hpitaux. Les trajets moyens sont de 432 km par tonne transporte en 20123. tude de cas Les Bouchons dAmour

    - Collecte de fvrier 2001 au 30 avril 2005 : 7 732 tonnes soit environ 2 milliards 706 millions de bouchons. - Collecte depuis le 1er Mai 2005 : 10 648 tonnes soit environ 3 milliards 667 millions de bouchons.

    . Total 2012 : 1450,250 tonnes

    . Total 2011 : 1342,550 tonnes

    . Total 2010 : 1270,770 tonnes

    . Total 2005 : 1089,755 tonnes

    Les bouchons sont amens lassociation par des collaborateurs, soit des institutions ou familles individuelles. Quand 10 tonnes de bouchons sont collectes, ils remplissent un camion qui partira en Belgique, chez Eryplast. Cette entreprise achte les bouchons 210 euros la tonne pour les recycler et transformer en objets ultimes (palettes plastiques).

    1 Source tude PWC-ECO-EMBALLAGES. 2 En France on trouve beaucoup de ce type dorganisations, par exemple Les Bouchons dAmour, Bouchons 276, Les bouchons de lEspoir 67, entre autres. 3 Source Valorplast.

    Point de collecte Castorama, Paris.

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    Squence des activits qui compose le processus du recyclage du PEhD ralise par les entreprises. Processus du recyclage du PEhD dans lusine.4

    4 Source Kun Sheng Machine Co

  • 4

    PEhD Le polythylne haute densit a t synthtis en 1953 par le chimiste et prix Nobel allemand Karl Ziegler. La synthse a lieu par polymrisation coordinative.

    Identification

    Synonymes PEHD

    HDPE

    No CAS 9002-88-4

    No EINECS de lre commune

    Proprits chimiques

    Formule brute C2H4 [Isomres]

    Masse molaire 28,0532 0,0019 g/mol

    C 85,63 %, H 14,37 %,

    Proprits physiques

    Masse volumique 0,9410,965 gcm-32

    Conductivit thermique 0,430,51 Wm-1K-1

    Proprits lectroniques

    Constante dilectrique 2,3 (60 Hz)

    2,3 (1 MHz)2

    Proprits optiques

    Indice de rfraction 1,542

    Transparence translucide

    Units du SI et CNTP, sauf indication contraire.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Poly%C3%A9thyl%C3%A8ne_haute_densit%C3%A9#cite_note-Lange_16ed-2http://fr.wikipedia.org/wiki/Poly%C3%A9thyl%C3%A8ne_haute_densit%C3%A9#cite_note-Lange_16ed-2

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    Principales proprits du PEhD5 Rsistance chimique : Le PEhD rsiste aux eaux uses mnagres et chimiques, aux acides et aux eaux de lessive dans une large gamme de concentration et de temprature des pH de 1 14. Insoluble dans la totalit des solvants organiques et inorganiques 20C, il est le mieux adapt pour la rsistance au H2S. Solidit aux chocs : Le PEhD rsiste bien aux chocs, mme basse temprature. C'est donc un matriau qui ne craint pas l'ambiance rude des chantiers, et des diffrents chocs dans les locaux techniques. D'autre part, il n'est pas sensible aux chocs thermiques. Absence de toxicit : Les tuyaux en PEhD sont employs pour le transport et stockage des fluides alimentaires et des eaux potables (sources ou compagnies des eaux) les tubes et emballages utiliss sont alors dits organoleptiques . Faible conductivit thermique : Toutes les matires synthtiques sont mauvaises conductrices de chaleur et donc bonnes isolantes. Conductivit du PEhD : 0,37 Kcal/mhC = 0,43W/mK. Tenue la temprature : Le PEhD peut tre utilis sans crainte pour l'coulement d'eau jusqu' 80 C en continu, 100 C en intermittence, ceci sans solution mcanique. Les brves expositions la vapeur sont admises. Rsistance au gel : Les siphons, gouttires et autres lments en PEhD, pris dans la glace, se prtent la dformation et retrouvent sans dommage leur forme initiale au dgel. Le polythylne supporte sans dommage des tempratures atteignant - 40 C. Condensation : Grce leur faible conductibilit thermique, les surfaces en PEhD condensent moins que celles en acier ou en fonte. Isolant lectrique : Le PEhD est une matire non-conductrice d'lectricit. Sa valeur ohmique est de 1015 W/cm.

    5 Source Polytek

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    Proposition de sujet + hypothse Lors danalyser ltat des bouchons en France, nous avons remarqu que la seule proposition cologique est le recyclage. Nanmoins, cette offre une limitation : le PEhD peut tre recycl une seule fois. Cest ainsi que du recyclage des bouchons on obtient perptuellement des produits ultimes qui ne pourront pas tre recycles lors de sa fin de vie.

    On propose rutiliser les bouchons dans son tat naturel pour accroitre son cycle de vie.

    Nous trouvons que le PEhD possde des caractristiques favorables pour contribuer lisolation dun btiment : faible conductivit thermique, tanchit, faible conductivit lectrique.

    Hypothse

    Nous envisageons la possibilit de raliser un panneau isolant thermique en utilisant les bouchons en tant que ressource unique. Nous allons crer deux chantillons qui auront pu tre extraits dun panneau de dimensions architecturales. Cela va nous servir pour tester thoriquement et pratiquement notre hypothse.

    Nous disposerons les bouchons en couches superposes et alternes, en gnrant des bulles dair immobile qui rduiront normment la conductivit thermique du panneau et collaborent crer un isolant performant.

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    Exprimentation thorique Tout commence par la localisation de notre principale source de matriaux. Nous avons pris contact avec la socit Les Bouchons dAmour , tablie dans tout le territoire Franais, avec une filiale Montreuil. Cest ainsi quon a rcupr deux grands sacs de bouchons pour donner de la matire notre ide. Une fois obtenus les bouchons, tris par nature, nous avons dessin le panneau en tudiant la logique de superposition. Thoriquement, pour pouvoir enfermer lair 100% lintrieur du mme panneau, nous avons d concevoir quatre couches qui vitent le contact avec lextrieur.

    Premire couche Deuxime couche Troisime couche Quatrime couche

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    Premire couche

    Deuxime couche

    Troisime couche

    Quatrime couche

    Panneau finale

    210mm

    230mm

    42mm

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    Conductivit thermique du panneau (thorie) : Le lambda (), coefficient de conductivit thermique (en W/m.K ou W. m-1 . K-1), renseigne sur la performance d'isolation d'un matriau. Plus est faible, plus le matriau est isolant. La plupart des isolants ont un autour de 0,040 W/m.K.

    Pour pouvoir analyser le bouchon et lair enferm dedans on a spar en deux directions les calculs : avec le premier on obtient le rsultat quivalent horizontaux, pour aprs lappliquer sur le deuxime.

    Direction horizontaux :

    e pehd = 1 mm pehd = 0,43 2 = 1/31 e air = 31 mm air = 0,025 1 = 30/31

    1 = 1 + 1 Req R1 R2 eq = 1 . air + 2 . pehd eq = 30 . 0,025 + 1 . 0,43 = 0,038 W. m

    -1 . K-1 31 31

    0,5 mm

    0,5 mm

    31 mm

    0,5 mm

    10 mm

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    Direction vertical: PEhD e1 = 0,5 mm 1 = 0,43 Equivalent horizontal e2 = 10 mm 2 = 0,038

    Req = R1 + R2 R = e

    e1 + e2 = e1 + e2 eq 1 2

    eq = 1 + 2 . (e1 + e2) e1 . 2 + e2 . 1 eq = 0,43 . 0,038 (0,5 + 10) = 0,039 W. m

    -1 . K-1 0,5 . 0,038 + 10 . 0,43

    Comparaison avec des autres matriaux 6:

    - Polyurthane = 0,030 W. m-1 . K-1

    - Polystyrne expans = 0,032 0,038 W. m-1 . K-1

    - Laine de Verre = 0,032 0,042 W. m-1 . K-1

    - Bois = 0,045 W. m-1 . K-1

    - Paille = 0,07 W. m-1 . K-1

    La rsistance thermique R (en m.K/W) est obtenue ainsi :

    paisseur d'un matriau en mtres Lambda du matriau

    Plus R est grand, plus le matriau est isolant. Recommandations RT 2012 : Toiture R=7 Mur R=5 Plancher R = 3,7 R panneau = 0,42 m = 10,76 m.K/W 0,039 W. m-1 . K-1

    6 Source Parc Eco-Habitat

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    Expriment