ATI : Valorène Valorisation de pneus usagés

Abstract

A l’heure où le réchauffement climatique est au coeur des débats et des préoccupations, il est indispensable que certaines actions soient mises en oeuvre pour limiter l’influence de la pollution sur le climat. Les caoutchoucs sont des polymères et plus précisément des élastomères. Il est important de mettre l’accent sur le fait que les caoutchoucs, et en particulier ceux utilisés dans les pneumatiques, sont composés de plus de 200 constituants (élastomères, additifs, fils d’acier, noir de carbone, etc…). Cela implique que leur recyclage est bien plus difficile à réaliser que dans le cas d’un thermoplastique par exemple. La production mondiale de caoutchouc en 2012 était de 26 mégatonnes, dont environ 15 millions de tonnes de caoutchouc synthétique. On peut se demander pourquoi il serait nécessaire de produire du caoutchouc synthétique alors que l’on peut déjà en produire grâce à la nature. Il se trouve que le caoutchouc synthétique possède de meilleures propriétés indispensables pour certaines applications. Cependant, celui-ci est produit à partir de ressources épuisables. Le caoutchouc naturel, quant à lui, est produit à partir de la culture de l’hévéa, principalement en Asie du sud-est (Thaïlande, Indonésie…). Une telle production génère nécessairement une quantité de déchets conséquente. C’est dans ce contexte que la société Valorène fut créée, en 2012. Cette société s’est installée sur le site de Kléber (à Toul), qui n’est autre que l’ancienne usine Michelin. Valorène se restreignait à l’origine au seul secteur des pneumatiques. Mais par soucis de demandes trop limitées, elle a décidé d’élargir son champ d’action en valorisant tous les déchets élastomères de manière générale, tout cela à la demande des industriels. Après avoir récupéré les déchets élastomères, la société transforme le produit en granulat, qui peut être réutilisé pour d’autres applications (revêtement du sol pour des aires de jeux par exemple). La valorisation présente l’avantage de réutiliser les matières déjà produites, réduisant ainsi la consommation des ressources épuisables. En ce sens Valorène s’implique dans une optique de « protection » de l’environnement. Cette technique présente toutefois un inconvénient trop important pour être négligé puisque les caoutchoucs valorisés possèdent des propriétés mécaniques réduites par rapport aux caoutchoucs « neuf ». Inutile alors de préciser que la recherche sur l’amélioration de ce procédé s’impose. Il faut en effet attirer une clientèle plus large et variée, et ceci n’est possible que si le produit final tend à avoir des propriétés proches de celles du matériau de départ (à défaut d’avoir de meilleures propriétés). Dans ce cadre, deux partenariats ont vu le jour : _ Le premier avec le LRGP (Laboratoire de Réactions et Génie des Procédés), à l’ENSIC (Ecole Nationale Supérieure des Industries Chimiques), avec l’implication entre autres de Sandrine HOPPE et de Guo Hua HU. _ Le deuxième avec le LRCCP (Laboratoire de Recherche et de Contrôle des Caoutchoucs et des Plastiques) situé à Vitry-sur-Seine, dans les Yvelines. Un projet a alors été proposé aux élèves de troisième année de notre école, notre projet ATI (Atelier de Transfert de l’Innovation), qui s’oriente évidemment sur la valorisation des déchets élastomères. La première étape pour l’amélioration du procédé est de caractériser les matériaux qui nous sont donnés. Nous utilisons alors deux méthodes : - Le test du taux d’extrait - Le test du taux de gonflement Il faut ensuite réaliser des essais de régénération de granulats et micronisats de manière à étudier les changements de propriétés des élastomères après traitement, notamment grâce à la méthode d’extrusion qui peut être mise en oeuvre au LRGP, qui possède entre autres une extrudeuse bi-vis co rotative. En revanche, il est indispensable de préciser qu’au cours de notre projet, la société Valorène a connu d’importants soucis économiques. Les statistiques indiquent qu’un très faible pourcentage de start-up réussit à survivre aux deux premières années après sa création. Malgré l’investissement des personnes qui y travaillent et cet objectif tout à fait courageux qui va dans le sens de la préservation de l’environnement, Valorène n’a pas échappé à ces statistiques. Suite à la réunion de présentation du 23 octobre 2014 à Valorène, la situation de la société a commencé à se dégrader. L’implication de Nathalie Ferra (directrice Recherche et Développement de la société) dans notre projet était très réduite. Le 20 janvier 2015, la société Valorène a été mise en liquidation judiciaire, nous avons donc perdu notre maître d’ouvrage. Notre tuteur M. Hu nous a aidés à redéfinir des objectifs qui ne couvraient plus qu’un quart de ce qui était prévu. C’est pourquoi un certain nombre d’évènements n’ont pas eu lieu au cours de notre projet. Nous pouvons notamment citer une visite du LRCCP, qui avait pour but de nous faire acquérir certaines techniques. Celle-ci fut repoussée de nombreuses fois entre novembre et janvier, et n’a finalement pas abouti. Il s’agissait en fait de la première étape du projet, pour connaître précisément comment utiliser le taux de gonflement. Autant dire qu’un frein à l’avancée du projet s’est vite fait sentir. Nous développerons dans une première partie les généralités sur les élastomères, leurs spécificités par rapport aux thermoplastiques. Nous présenterons par la suite les techniques et les paramètres de caractérisation utilisés dans ce projet pour les élastomères ainsi que les protocoles qui ont été mis en place. Enfin, nous expliquerons la manière dont nous avons géré notre projet.