Plastics recovery manual/Chapter 2: Plastics/fr

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Manuel de récupération des plastiques

• Chapitre 1 : Objectif du guide
• Chapitre 2 : Plastiques
• Chapitre 3 : Collection
• Chapitre 4 : La préparation physique des plastiques
• Chapitre 5 : La mise en forme des plastiques
• Chapitre 6 : Considérations économiques
• Chapitre 7 : Écologie et sécurité
• Chapitre 8 : Annexes

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Que sont les plastiques ?

Bien que leur utilisation soit devenue courante, les plastiques sont souvent méconnus et confondus. Apparus au milieu du XIXe siècle, leur véritable développement a débuté dans les années 60. Aujourd'hui, leur production dépasse celle des métaux en volume. Ils font partie de la famille des substances synthétiques. Leurs applications sont très variées, allant des objets courants (bouteilles, sacs, etc.) aux applications de haute technologie (électronique, aérospatiale, etc.). Ceci est dû aux multiples propriétés que l'on peut retrouver dans ces matériaux.

Généralement, les plastiques sont des produits dérivés du pétrole. On estime que seulement 4 % du pétrole est utilisé dans leur fabrication. La production mondiale de plastique est de l'ordre de 150 millions de tonnes par an. Pour recycler les déchets plastiques, il est important de bien les connaître. Pour cela, il faut partir du constituant de base des plastiques : les polymères. Mélangés à différentes substances (les additifs), ces polymères forment des plastiques qui peuvent être façonnés pour obtenir des objets plastiques commercialisables. Après utilisation, ces objets constituent un réservoir de déchets plastiques recyclables.

Polymère + additifs = plastiques + transformation = objets en plastique + utilisation = déchets plastiques

Polymères

Il est difficile d'expliquer le concept de polymères sans aborder la théorie qui le sous-tend. D'un point de vue chimique, les polymères sont composés de « macromolécules », c'est-à-dire de molécules de très grande taille qui forment des chaînes. Ces chaînes sont constituées d'un assemblage de maillons identiques, souvent appelés « unités constitutives ». Ces unités sont principalement composées d'atomes de carbone et d'hydrogène, mais on y trouve également des atomes d'azote, d'oxygène, de chlore, de soufre, etc.

Exemple : le polypropylène (PP) est un polymère couramment utilisé. Il est notamment utilisé pour la fabrication de bouteilles de lait et de meubles (chaises, tables, etc.). Les macromolécules qui le composent sont de la nature suivante :

Unité constitutive

On constate qu'une séquence se répète tout au long de la chaîne. C'est l'« unité constitutive ». Les polymères sont souvent simplement représentés par leur unité constitutive, placée entre parenthèses.

Le n signifie que la chaîne est constituée de n unités constitutives. Ce nombre est variable. Il peut être très élevé (jusqu'à plusieurs centaines de milliers). Cet exemple illustre le cas d'un polymère simple. Ils ne sont pas tous comme cela. En effet, une même chaîne peut être composée de différents types d'unités constitutives, et leur nombre dans chaque canal peut être variable. De plus, les chaînes peuvent se ramifier ou se lier entre elles pour former des réseaux.

• Polymère en chaîne linéaire
• Polymère à chaîne ramifiée
• Polymère réticulé (réseau)

De plus, selon les différents types d'unités constitutives, leur nombre et leur assemblage, on obtient différents types de polymères. Théoriquement, les possibilités sont quasi illimitées. En réalité, seuls quelques polymères sont relativement simples à produire en grandes quantités. On les appelle polymères à grande diffusion. Les autres, les « polymères techniques », sont utilisés dans des applications plus spécifiques et souvent de haute technologie. Ils sont généralement plus coûteux !

Généralement, les polymères sont immiscibles, c'est-à-dire qu'il est impossible de les mélanger pour obtenir un matériau homogène. Cette constatation a une conséquence grave :il est nécessaire de trier les plastiques avant leur recyclage.

Il est donc nécessaire d'identifier le polymère de base à partir duquel sont fabriqués tous les déchets plastiques. Cette identification ne peut se faire sans une connaissance des principaux polymères. Ceux-ci se répartissent en deux grandes familles : les thermoplastiques et les thermodurcissables.

a. Les polymères thermoplastiques « fondent lorsqu'on les chauffe »

Les polymères thermoplastiques se ramollissent à température élevée. Ceci est dû à leur structure linéaire ou ramifiée. Sous l'effet de la chaleur, les chaînes se séparent et glissent les unes contre les autres : elles deviennent malléables. Ces polymères thermoplastiques peuvent ainsi être refondus et moulés sans que leurs propriétés soient trop modifiées.

b. Les polymères thermodurcissables, « restent durs lorsqu'on les chauffe »

Une fois moulés, les polymères thermodurcissables prennent leur forme définitive. Leur structure est réticulée. Les chaînes sont ainsi liées entre elles et ne peuvent pas bouger. Les polymères thermodurcissables ne peuvent pas être refondus. Ils ne peuvent pas être recyclés mécaniquement.

Remarques :

• Qu'ils soient thermoplastiques ou thermodurcissables, les polymères sont des matériaux combustibles : ils brûlent bien. Soumis à des températures élevées, les chaînes finissent par se rompre et le polymère se dégrade irréversiblement.
• Contrairement à certaines idées reçues, les caoutchoucs ne sont pas des matières plastiques mais des matières élastiques ; ils reprennent leur forme initiale après avoir été expansés ! On les appelle aussi élastomères.

principalement utilisé dans la fabrication de pneus, de semelles de chaussures, d'élastiques, de chambres à air, de courroies,...

Les thermoplastiques sont de loin les polymères les plus utilisés. Il en existe plusieurs centaines de types, mais heureusement, seuls quinze d'entre eux sont utilisés pour des applications courantes. Quatre thermoplastiques représentent plus de 70 % de tous les polymères du marché mondial : le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène et le polychlorure de vinyle (communément appelé PVC). Leur facilité de transformation et les grandes quantités produites en font de bons candidats au recyclage. Ce guide se limitera donc au recyclage de ces quatre polymères et les détaillera. Par souci de simplicité, les polymères thermoplastiques seront simplement appelés « plastiques » dans la suite de cet ouvrage.

Polyéthylène : PE Le polyéthylène (PE) est le polymère le plus courant. C'est aussi celui dont la structure est la plus simple. Les chaînes sont uniquement composées d'atomes de carbone, chacun lié à deux atomes d'hydrogène.

Unité constitutive

Il peut être représenté simplement par son unité constitutive placée entre parenthèses.

Selon la structure de leurs chaînes, le polyéthylène est séparé en deux catégories : le polyéthylène haute densité (PEHD) et le polyéthylène basse densité (PEBD). Contrairement à d'autres polymères, le PEHD et le PEBD sont miscibles. Ils peuvent être recyclés ensemble. Cependant, pour conserver leurs propriétés spécifiques, il est préférable de les séparer.

Le PEBD présente une structure ramifiée. Il est souple et doux au toucher. S'il ne contient pas de pigments, il est transparent lorsqu'il est très fin (film) et blanc laiteux lorsqu'il est épais. Il est utilisé pour la fabrication de films agricoles et d'emballage, de jouets, de tuyaux, de sacs, de tubes, de bouteilles, de bouchons à vis ou à pression, etc.

Le PEHD, quant à lui, présente une structure linéaire. Il est plus résistant, tant sur le plan mécanique (dureté, rigidité…) que thermique. Il est opaque quelle que soit son épaisseur. Il est utilisé dans la fabrication de films d'emballage industriels, de bouteilles, de bouteilles de lait, de jerricans, de seaux, de bouchons, de jouets, de réservoirs de carburant, de casiers réutilisables, etc.

Polypropylène : PP. Tout comme le polyéthylène, le polypropylène (PP) est un polymère composé uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène. Sa structure est constituée de chaînes linéaires (voir figures 2.2 et 2.3). C'est l'un des polymères les plus polyvalents. Comme le PE, il est opaque s'il ne contient pas de pigment. Il est cependant plus rigide, plus résistant à la chaleur mais plus sensible au froid. Il est notamment utilisé dans la fabrication de pots de yaourt et de margarine, de différents réservoirs pour liquides automobiles (hors carburants), de pièces d'appareils électriques, de boîtiers de batteries de voiture, de meubles (chaises, tables,...), de bouteilles, etc. La résistance aux chocs du PP est très appréciée, notamment pour la fabrication de pare-chocs pour voitures. Une autre application intéressante est son utilisation comme fibres textiles.

Chlorure de polyvinyle : PVC . Le chlorure de polyvinyle, plus connu sous le nom de PVC, est l'un des polymères les plus anciens (1931). L'unité constitutive des chaînes est composée d'atomes de carbone et d'hydrogène, mais contient également un atome de chlore.

Le PVC est un polymère dur et rigide. Il peut être transparent. Il est principalement utilisé dans la fabrication de tuyaux (tuyaux, gouttières,…) et de profilés (encadrements de fenêtres,…). Pour le rendre plus flexible, on y ajoute 10 à 50 % de « plastifiants ». Ces molécules complexes sont intercalées entre les chaînes polymères afin de réduire sa rigidité. On l'appelle alors « plastique PVC ». Il peut être utilisé pour fabriquer des objets gonflables, des chaussures, des bottes, des ballons, des tuyaux d'eau et de gaz, pour l'isolation des câbles électriques,… Le PVC et le « plastique PVC » sont recyclables ensemble. Les propriétés (rigidité) du produit obtenu dépendent des proportions dans lesquelles ils sont combinés.

Remarques : Bien que l'unité constitutive du PVC contienne un atome de chlore, ce composant représente 57 % du poids du polymère. Lors de la combustion, l'atome de chlore est libéré et inhibe la combustion. Autrement dit, un objet en PVC en feu aura tendance à disparaître. Cela confère au PVC une très bonne résistance au feu. Cependant, il libère de l'acide chlorhydrique (HCl), toxique et corrosif.

Polystyrène : PS La structure du polystyrène (PS) peut paraître plus complexe que celle des polymères précédents. Comme pour le PP et le PVC, un atome d'hydrogène est substitué par un « cycle benzénique », c'est-à-dire un cycle composé de carbone et d'hydrogène.

Cet anneau est traditionnellement représenté schématiquement par un cercle inscrit dans un hexagone. L'unité constitutive du polystyrène est alors décrite comme suit :

Le polystyrène expansé (PS) est très apprécié dans les emballages alimentaires pour son excellente stabilité chimique. Il existe plusieurs types de PS, dont trois sont courants :

• Polystyrène standard (PS) : Dur, rigide et transparent, mais cassant et peu résistant aux chocs. Il est utilisé dans les appareils électroménagers, les gobelets jetables, les produits audio et vidéo, les pinces à linge, etc.
• Polystyrène choc (PS) : En modifiant légèrement sa structure, le PS est rendu plus flexible pour mieux résister aux chocs. Il est ensuite utilisé pour l'emballage de produits laitiers (yaourts, margarine, jouets, boîtes de petits appareils électroménagers, etc.).
• polystyrène expansé (PSE) :

Lorsqu'on ajoute un agent moussant, le PS gonfle très bien. Il est possible d'obtenir un produit contenant 96 à 98 % d'air. Cette propriété du PS est largement utilisée dans l'emballage alimentaire, mais aussi pour l'isolation (frigolite).

Autres polymères Les quatre polymères décrits ci-dessus représentent une part importante des produits polymères (plus de 70 %). À ces polymères de grande diffusion, il faut ajouter le polyéthylène téréphtalate (PET). Ce polymère thermoplastique remplace de plus en plus le PVC pour la fabrication de bouteilles.

Tableau 2.1 : Autres polymères Remarque : bleu clair (acqua) = polymère thermoplastique ; bleu plus foncé (acquamarine) = polymère thermodurcissable

Néanmoins, il ne faut pas oublier qu'il existe de nombreux autres polymères. À titre indicatif, le tableau 2.1 en donne une liste partielle ainsi que certaines de leurs applications actuelles. Le recyclage de ces polymères n'est pas abordé dans cet ouvrage pour deux raisons :

• Ou bien les quantités limitées disponibles ne justifient pas le recyclage ;
• Ou bien le recyclage nécessite l’utilisation d’outils trop coûteux et/ou sophistiqués.

Pour en savoir plus sur les polymères :

• http://web.archive.org/web/20140707081735/http://www.ac-nancy-metz.fr:80/enseign/physique/chim/jumber/Default.htm

Cours général de chimie organique (pas seulement sur les polymères)

• http://web.archive.org/web/20031004084715/http://fr.search.encyclopedia.yahoo.com:80/

Recherche : "plastiques" Résumé, en 6 pages, des principaux polymères.

• http://web.archive.org/web/20050207085015/http://www.psrc.usm.edu:80/french/index.htm

Cours spécifique sur les polymères (5 niveaux de difficulté)

• http://perso.wanadoo.fr/olivier.albenge/page_site/Site_mat/polyms/pol_accueil.htm

Description des différents polymères (de la structure chimique à la mise en forme)

• http://chemphys.u-strasbg.fr/ ~ mpb / enseigner / PEHD /

Site dédié aux polyéthylènes

• http://web.archive.org/web/20050827064035/http://www.dromadaire.com:80/mess20/pvc/

Site pour toutes les informations sur le PVC (généralités, sécurité, recyclage,...)

• http://www.spmp.org

Syndicat des producteurs de plastiques. Site web de vente de plastiques, fournissant de nombreuses informations sur leurs spécificités.

Plastiques

Les polymères sont fabriqués dans de grands réacteurs industriels. Ils pourraient être utilisés tels quels, mais on leur ajoute généralement divers additifs pour obtenir de meilleures propriétés. Le mélange « polymères + additifs » est appelé « prémélange de composés » ou simplement « plastiques ». Il n'est pas important de connaître précisément la nature de ces agents, mais il est important de savoir s'ils sont présents en différentes proportions dans les polymères.

• Antioxydants et stabilisants

Les antioxydants réduisent la dégradation des plastiques par l'oxygène et les polluants atmosphériques. On les trouve principalement dans le PE et le PP. Les stabilisants limitent la dégradation des plastiques par la chaleur et la lumière, en particulier pour le PVC, très sensible à ces agressions.

• Plastifiants

Les plastifiants sont des substances ajoutées pour assouplir les polymères rigides. Ils sont principalement utilisés pour le PVC (PVC plastifié, voir ci-dessus).

• Agents moussants

Ces agents sont utilisés pour transformer certains polymères en mousse. En général, cet hydrocarbure a un point d'ébullition bas. Le cas le plus connu est celui du polystyrène expansé (frigolite).

• Retardateurs de flamme

Les retardateurs de flamme sont ajoutés pour réduire l'inflammabilité des plastiques. Ils sont présents en grande quantité, notamment dans tous les plastiques utilisés pour les applications électriques (petits appareils électroménagers, câbles, interrupteurs, etc.).

• Pigments et colorants

Les colorants et les pigments sont des substances ajoutées en petites quantités (0,1 à 5 %) pour colorer les plastiques. Les colorants sont des liquides organiques qui colorent les plastiques en se dissolvant dans les polymères. Les plastiques ainsi obtenus peuvent conserver leur transparence ou leur translucidité. Les pigments colorent les polymères en se diffusant entre les chaînes polymères. Les pigments utilisés sont souvent des oxydes ou des sels métalliques : dioxyde de titane (blanc), oxyde de fer (rouge), sulfure de cadmium (jaune), noir de carbone (noir),… Les plastiques obtenus sont toujours opaques.

• Remplissage et renforts

Les charges sont des matériaux bon marché, incorporés aux plastiques pour réduire leur coût de 5 à 60 %, mais aussi pour améliorer leurs propriétés physiques, mécaniques et thermiques. Ces modifications sont plus ou moins importantes selon la nature (minérale, végétale, synthétique…) et la forme (poudre, fibre…) de la charge.

• Lubrifiants

Ces additifs sont incorporés aux polymères pour assurer une lubrification interne et externe. La lubrification externe réduit la friction entre le polymère et les parois métalliques de l'équipement à réparer. La lubrification interne favorise l'écoulement des polymères et limite les dommages dus au cisaillement dans les machines. Le PVC rigide nécessite des lubrifiants internes ; sans eux, il se détériorera dès sa première utilisation. Le PE, le PP et le PS doivent également être lubrifiés. De nombreux lubrifiants assurent les deux fonctions (lubrification interne et externe).

Les proportions des différents composants d'un plastique (polymère + additifs) constituent sa « formulation ». À l'achat, les plastiques se présentent généralement sous forme de granulés contenant déjà les différents additifs, selon les formulations proposées par les producteurs. Seuls les pigments sont généralement ajoutés par les transformateurs.

Les objets en plastique

La transformation des granulés de plastique en objets commercialisables est rendue possible grâce à l'utilisation de machines de transformation. Les principales méthodes de mise en forme sont décrites au chapitre 5. À ce stade, deux remarques sont importantes :

• Un objet en plastique peut être composé de différents types de plastiques ;
• Un objet en plastique peut contenir d’autres matériaux que du plastique.

Prenons par exemple le cas simple d'un bidon d'huile. Il s'agit apparemment d'un bel objet en PEHD, intéressant à recycler. En l'examinant en détail, on constate qu'il est équipé des éléments suivants :

• Un capuchon et une bague de verrouillage ;
• Une étiquette.

Le bouchon et la bague sont souvent d'une couleur différente de celle de la canette et peuvent être fabriqués dans un autre polymère. L'étiquette en papier ou en plastique est collée sur la bouteille.

Ces composants peuvent représenter 5 à 10 % du poids de la canette. Ils perturbent le processus de recyclage. Il est donc nécessaire de les séparer. Le bouchon et la bague peuvent être recyclés séparément. L'étiquette et la colle doivent être éliminées de la canette.

Cet exemple illustre le concept de niveau de contamination (TC). Il s'agit du rapport (exprimé en pourcentage) entre le poids des matériaux autres que le plastique que l'on souhaite recycler et le poids total de l'objet ; soit :DC(%)=Wetjeghtoufthetcountunmjenuntjengmuntetrjeunl/ToutunlwetjeghtoufthetoubjetctX100

Dans le cas du bidon d'huile, si l'on souhaite recycler uniquement le contenant en plastique, les matériaux contaminants sont le bouchon, la bague, le papier et la colle. On trouve :DC=Wetjeght(cunp,rjeng,punpetr,gltoiet)/ToutunlwetjeghtoufthetcunnX100DC=5−10%

Cela signifie que pour un lot de canettes de 100 kg, 5 à 10 kg ne sont pas recyclables. Le degré de contamination est nul pour les objets fabriqués uniquement à partir d'un seul plastique (plateaux à bière, chaises, bassines,…). Il peut parfois être très élevé. Un exemple flagrant est celui des batteries de voiture. Le plateau (en PP) ne pèse pratiquement rien comparé au reste (plomb, acide, cadres métalliques,…). Le degré de contamination peut atteindre 90 %.

Remarque : Il est important de présenter le concept d'« emballages multicouches ». Comme leur nom l'indique, ces emballages sont constitués d'une série de couches de différents matériaux : papier, carton, aluminium, plastique, etc. Elles sont étroitement liées les unes aux autres. Il est rarement possible de les séparer pour les recycler. Un exemple courant est la brique de lait. Elle est en réalité composée de plusieurs couches de carton, d'aluminium et de PE. Il est impossible de séparer les différentes couches pour recycler les différents matériaux de manière isolée.

Déchets plastiques

Après utilisation, les objets deviennent des déchets plastiques dont les utilisateurs souhaitent se débarrasser. Certains plastiques, comme les emballages, deviennent rapidement des déchets ; d'autres mettent plusieurs années à le devenir : pièces mobiles pour voitures ou appareils électroménagers, plastiques utilisés dans la construction… Au cours de leur vie, les déchets plastiques sont plus ou moins altérés et encrassés. L'altération correspond à la modification de la structure chimique des polymères. Elle résulte du vieillissement naturel des polymères, mais aussi de l'oxydation, de la chaleur, de la lumière… L'encrassement peut avoir deux origines :

• Encrassement des déchets personnels : il s'agit de résidus encore présents dans les déchets. Il s'agit principalement de contenants et d'emballages, par exemple des restes de shampoing dans une bouteille, des résidus dans un pot de margarine, etc.
• Encrassement d'origine externe : il s'agit des impuretés accumulées par les déchets avant leur récupération. Ces impuretés peuvent être importantes si les déchets ont été mélangés à d'autres déchets ou s'ils ont été déposés au sol.

Le degré de saleté (DS) désigne le pourcentage de saleté contenu dans les déchets. Ce pourcentage est propre au déchet ou à la source externe. Il est déterminé en pesant les déchets avant et après le lavage :

DF(%)=(1−Wetjeghtbetfouretwunshjeng/Wetjeghtunftetrwunshjeng)X100

Le degré d'encrassement des déchets est un paramètre important lors de l'évaluation d'un projet de recyclage. Plus il est élevé :

• plus le lavage des déchets est long et difficile ;
• moins il reste de plastique.

De plus, les déchets provenant des décharges présentent un taux d'encrassement pouvant atteindre 25 %. Cela signifie que pour 100 kg de plastique récupéré, on trouve également 25 kg de déchets. Seuls 75 kg peuvent être triés.

Les déchets plastiques sont cependant beaucoup moins polluants lorsqu'ils sont collectés à domicile. Leur degré de pollution est alors inférieur à 10 %.

Comment identifier les plastiques ?

L'identification des plastiques est une étape cruciale du recyclage. En effet, comme expliqué précédemment, les plastiques se mélangent mal lorsqu'on les fait fondre pour les remodeler. L'étape du tri est donc toujours nécessaire. Chacun connaît la différence entre un fil de cuivre et un câble d'acier. Cependant, la reconnaissance des différents types de plastiques est moins évidente et présente des similitudes. De plus, au sein d'une même famille, ils peuvent avoir des apparences très différentes. L'identification nécessite un certain degré de pratique, mais devient rapidement un jeu d'enfant. On estime qu'il faut deux semaines pour se familiariser avec la reconnaissance et le tri des principaux plastiques. En cas de doute, seuls des tests permettent de déterminer si un plastique appartient à l'une ou l'autre catégorie. Ces tests sont décrits dans les paragraphes suivants, par ordre de difficulté de mise en œuvre. Lorsqu'un plastique n'a pas pu être identifié avec certitude, il ne faut pas oublier qu'il peut appartenir à une autre famille que le PE, le PP, le PS ou le PVC.

Critères généraux

Le tableau suivant présente quelques propriétés générales des plastiques. Elles peuvent servir de point de départ pour leur reconnaissance.

Tableau 2.2 : Propriétés générales des plastiques

Il est difficile de comparer les plastiques en fonction de leur flexibilité. Celle-ci varie selon leur épaisseur. Le critère de transparence n'est valable que si les plastiques n'ont pas été encrassés. Une autre propriété intéressante des plastiques est leur « pouvoir de pénétration », qui peut être estimé à l'aide du test de poinçonnage.

Test de perforation : Ce test est réalisé à l'aide d'un outil de perforation (perforateur, courroie de perforation, pointeur, etc.). Pour perforer une pièce de plastique PE, PP ou PVC, il est nécessaire d'exercer une pression continue, afin de sentir l'outil pénétrer dans le plastique. En revanche, le PS, le PET et le PVC rigide sont perforés par une frappe sèche accompagnée d'un bruit de rupture.

Systèmes de marquage

Depuis plusieurs années, certains pays (USA, Canada, Japon, Australie, Europe,...) exigent que les plastiques mis sur le marché soient marqués par le système de numérotation international :

Tableau 2.3 : Système de notation international

Cela facilite grandement le tri. Ces acronymes sont soit placés en relief au dos des pièces moulées, soit imprimés sur des pièces extrudées, soit sur des films :

Marques de façonnage

Les objets en plastique conservent des marques de façonnage. Ces « cicatrices » diffèrent selon la technique de transformation utilisée. Les techniques décrites au chapitre 5 sont plus ou moins applicables selon le type de plastique. Les marques de façonnage permettent de déterminer la technique utilisée et ainsi de se faire une idée du type de plastique. Le tableau suivant présente les méthodes de transformation les plus courantes et leur importance par rapport aux principaux plastiques.

Tableau 2.4 : Transformation des plastiques

Nous constatons que presque toutes les méthodes sont utilisées pour tous les types de plastiques. La classification des déchets plastiques selon leurs marques de façonnage a donc des applications limitées. Elle constitue néanmoins une méthode très rapide dans des cas spécifiques.

Exemple : Un exemple important est la distinction entre les bouteilles en PVC et les bouteilles en PET. Les bouteilles en PVC sont fabriquées par extrusion puis soufflage dans un moule. Le fond de la bouteille présente une marque linéaire résultant de la fermeture du moule. Les bouteilles en PET, quant à elles, sont fabriquées par soufflage par injection. Le fond de la bouteille présente alors une marque d'injection circulaire.

On trouve de moins en moins de bouteilles en PVC. Elles sont progressivement remplacées par des bouteilles en PET, plus étanches au gaz et plus résistantes à la pression (boissons gazeuses).

Remarque : Il est souvent utile de séparer les objets en plastique selon leur méthode de transformation. En effet, comme expliqué précédemment, les plastiques sont composés de polymères auxquels sont ajoutés des additifs, notamment des lubrifiants et des plastifiants. Ces derniers sont introduits dans des proportions variables selon les applications. Sur le marché des plastiques, on trouve par exemple du « PEHD pour injection » ou du « PEHD pour films ». Il s'agit du même polymère, mais les producteurs ont ajouté des additifs facilitant respectivement l'injection ou le filmage. Bien qu'ils puissent être recyclés ensemble, nous préférons les séparer pour obtenir du plastique recyclé aux mêmes propriétés.

Grattage des ongles (test de dureté)

Le test de dureté consiste à essayer de rayer le plastique avec l'ongle. Ce test simple n'est pas toujours fiable. Il peut donner une première idée, mais nécessite souvent une confirmation. Le tableau suivant présente les différents résultats obtenus en rayant le plastique avec un ongle.

Tableau 2.5 : Dureté du plastique

Test de flamme

Le test de flamme est rapide et fiable. Il consiste à brûler un morceau de plastique et à observer son comportement : inflammabilité, couleur de la flamme, fumée, odeur, gouttelettes, etc.

Description du test : Découpez une bande de plastique de ± 5 cm de long et ± 1 cm de large. Amenez-la au-dessus de la flamme d'un briquet, au-dessus d'une surface inerte (par exemple un cendrier).

Interprétation : En observant le comportement du plastique au contact de la flamme, il est possible d'identifier à partir des critères suivants :

• Facilité de combustion
• Couleur de la flamme
• Formation de gouttelettes (enflammées ou non)
• Couleur de la fumée
• Odeur de brûlé

Ces différents critères de classification sont présentés dans le tableau suivant pour les principaux plastiques :

Tableau 2.6 : Essai de flamme

Recommandations :

• Effectuer le test dans un espace bien aéré, éviter d’inhaler les fumées ;
• N'utilisez pas de bougies, la fumée noire de celles-ci peut laisser place à des erreurs ;
• Effectuer le test sur une surface adaptée (ex : cendrier, plaque de pierre, métal,...) pour éviter tout risque d'incendie dû à des gouttelettes brûlantes et/ou enflammées.

Il est important de rappeler que certains plastiques contiennent des retardateurs de flamme. Ces derniers peuvent modifier le comportement des plastiques enflammés.

Test de densité

Le test de densité repose sur le principe suivant : « Un corps immergé dans un liquide flotte ou coule selon que sa densité est inférieure ou supérieure à celle du liquide. » Il est donc possible d'obtenir des informations sur la densité d'un morceau de plastique lorsque le plastique est immergé dans un liquide de densité connue :

• S'il coule, sa densité est supérieure à celle du liquide ;
• S'il flotte à la surface, sa densité est inférieure à celle du liquide.

Les densités des principaux plastiques sont comprises entre 0,90 et 1,40 kg/dm³ :

Tableau 2.7 : Densité des principaux plastiques

En utilisant des liquides de densités différentes, il est possible de classer les plastiques successivement selon leur catégorie. Bien que le principe soit simple, le test de densité est plus long à mettre en œuvre que les autres car il nécessite de multiples manipulations. Il est très fiable, sauf si les plastiques sont fortement chargés. Les charges (et autres additifs) modifient la densité des plastiques.

Matériel:

• Récipients d'un litre minimum, de préférence transparents ;
• Un outil de coupe pour enlever les copeaux de plastique : cutter, perforateur,...
• Sel de cuisine (NaCl);
• Éthanol, méthanol : jusqu’à 110 ml par litre. Achetez un produit dont la densité est indiquée avec précision sur le flacon ;
• Un outil pour mélanger les solutions.

Description du test : Prenez un petit morceau de plastique de la taille d'un confetti avec un cutter, un perforateur, un emporte-pièce pour ceintures,... puis plongez-le dans un liquide de densité connue. Différents liquides peuvent être utilisés pour tester la densité. Le liquide le plus simple est l'eau (γ _eau = 1 kg/dm³) avec laquelle nous pouvons différencier le PP, le PEBD et le PEHB du PS, du PET et du PVC. Avec leur densité inférieure à 1, le PP, le PEBD et le PEHB flottent tandis que les autres coulent. Pour différencier le PS et le PVC, nous pouvons utiliser de l'eau saturée en sel (NaCl). Une telle solution est obtenue en ajoutant du sel dans l'eau. La solution est saturée lorsqu'il n'est plus possible de dissoudre plus de sel. Nous pouvons voir des cristaux de sel au fond. La densité du liquide est alors supérieure ou inférieure à 1,2 kg/dm³. Dans un tel liquide, le PS flotte tandis que le PVC et le PET coulent.

The differences between PP/HDPE and LDPE/PEHB are more difficult to determine, but can be done with a liquid of a density below 1 kg/dm³; which is obtained by mixing water and alcohol.To know the quantity "x"(in ml) of an alcohol density of ?_alc. to be added to one liter of water to obtain a liquid with a density of γ_sol., we can use the following formula:x(ml)=1−y_sol./y_sol.−y_alc.X1000

The alcohols that are easiest to find in shops are methanol (density = 0.79 kg/dm³) and ethanol (density = 0.81 kg/dm³)^[1]A liquid of a density equal to 0.93 kg/dm³ can be obtained by adding 500 ml of methanol or 580 ml of ethanol in a liter of water. In such a liquid, HDPE sinks while the PP and LDPE float.For liquids with other densities, we use the formula above, or the following table. It gives the amount of alcohol added to one liter of water for a liquid having the desired density.

Table 2.8: Density of mixtures of water + alcohol

In practice, it is difficult to separate PP and LDPE using this test. Their densities are too close. The fingernail scratching test however allows to differentiate them.

Precautions:

• Alcohols are highly inflammable and relatively toxic! We must prepare the mixtures in a well ventilated area and avoid inhaling vapors. We must also put these products out of the reach of children.
• Alcohol evaporates quickly. After completing the test, it is necessary to close the container.
• Impurities (fine particles and residual liquid) may change the density of the solutions. It is necessary to replace them once they begin to become cloudy in appearance.

The density of liquids can be controlled using a hydrometer. This instrument consists of a floating glass, weighted done with lead and mounted over a graduated rod.

The float sinks in a liquid until the weight of the displaced liquid corresponds to the weight of the float (Archimedes principle). The hydrometer floats higher or lower depending on the density of the liquids. Graduations are calibrated to correspond with the surface liquid.

Hydrometers cost around 25 to 75 €/piece excluding postage costs. An accuracy of 1-2g/l is recommended. We must ensure that the density range covered is between 0.850 and 1.250 kg/l. For this, it is often necessary to purchase two.We can also make our own hydrometers, but it is often difficult to obtain the level of precision required for the separation of the plastics.

Websites to obtain a hydrometer:

• www.labomoderne.com
• www.vwrsp.com
• www.bioblock.be
• www.coleparmer.com

Specific tests for confirmation

En plus des tests généraux décrits ci-dessus, il existe également d'autres tests plus spécifiques pour différencier certains types de plastique.

• PVC : faire fondre une petite quantité de plastique en pressant un fil de cuivre dans un échantillon. Chauffer ce fil sur la flamme d'un briquet. Une flamme verte indique la présence de chlore dans le PVC.
• PVC-PET : les plonger dans l'eau chaude. Le PVC se ramollit, mais pas le PET.
• Les sacs sont généralement fabriqués en PEHD et en PEBD. Les sacs en PEHD sont plus mouchetés et toujours opaques.
• Thermoplastiques-thermodurcissables : enfoncer un fil chauffé dans un échantillon. S'il pénètre, il s'agit d'un thermoplastique, sinon d'un thermodurcissable.
• Caoutchouc : il suffit d'appuyer avec l'ongle. Le caoutchouc se déformera, mais reprendra rapidement sa forme initiale.

Remarque : L’identification des plastiques devient rapidement une habitude, et les tests sont davantage utilisés comme outils de confirmation. Il est intéressant de constituer une base de données des principaux types d’objets en plastique fréquemment utilisés. Pour ce faire, un exemplaire de chaque objet peut être affiché sur une étagère. Chaque objet doit être étiqueté.

Références

Données de la page

ODD
Auteurs	KVDP
Licence	CC-BY-SA-3.0
Langue	Anglais (en)
Traductions	indonésien
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Redirections	Manuel de récupération des plastiques 2
Vues	35 pages vues ( analyse )
Créé	10 novembre 2009 par KVDP
Dernière modification	4 avril 2025 par le robot StandardWikitext
Citer comme	KVDP (2009–2025). « Manuel de récupération des plastiques/Chapitre 2 : Plastiques » . Appropedia . Consulté le 23 juillet 2025 .
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