Recyclage de Pneus (Développement d’un ensemble de solutions pour le recyclage de la gomme de pneus usagés)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 474.04.14

Schlüsselwörter (Französisch)

pneu usagé, matériaux polluants, cadmium, valorisation, caoutchouc, biotechnologiques, poudre dévulcanisée

Kurzbeschreibung (Französisch)

Dans les pays développés, on compte jusqu’à un pneu usagé par habitant par année. Cela représente ainsi jusqu’à 300 millions de pneus usagés par année aux Etats-Unis et 250 millions dans l’Union Européenne.

Pour la Suisse,  53'000 tonnes de pneus ont été récupérés en 2011 dont 32'000 tonnes ont été valorisées par récupération énergétique et 13'000 tonnes ont été valorisées pour leur matière première. La tendance de vente de pneus est croissante.

La raison principale pour laquelle on ne valorise pas plus de pneus, est le fait qu'il n'existe pas encore une valorisation rentable en comparaison à une incinération avec une production énergétique. Une deuxième raison est que les pneus sont enrichis avec des grandes quantités de différents matériaux polluants comme par exemple du cadmium.

Pour permettre, la valorisation profitable du caoutchouc issu de pneus usagés, Tyre Recycling Solutions SA (TRS SA) développe un ensemble de solutions mécaniques et biotechnologiques: un découpage mécanique, une pulvérisation à jet d’eau très haute pression suivie d’un traitement bactérien pour dévulcaniser le caoutchouc permettent sa revalorisation comme matière première recyclée.
TRS SA a fait la preuve du concept depuis mars 2013 jusqu'en mars 2014 et a investi 1.3 million CHF jusqu'à présent. Dans la phase-pilote concernée par le présent projet, il est prévu de faire les développements nécessaires pour parvenir à un état pré-industriel réalisant  le «scale up» nécessaire à la mise  en place d'une installation industrielle complète.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1     Un bioréacteur de culture des bactéries pour la dévulcanisation est installé dans entreprise TRS SA et mis en service. Les données démontrent la culture et l'enrichissement des bactéries.

2     Un bioréacteur pré-industriel de 3000L est installé et mis en service et pour produire au minimum 150kg de poudre dévulcanisée par semaine. (Jalon 1).

3     Des données de validation de l’efficience du bioréacteur et de la reproductibilité dans  un contexte industriel (conditions et temps de traitement du caoutchouc pour la production de poudre dévulcanisée – paramètres pour le traitement en continu, ratio volume poudre/volume eau) sont disponibles. (Jalon 2).

4     Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 3 et un Cahier des Charge (CdC) permettent la préparation et la configuration d'un «scale up» industriel pour un traitement de poudre d'un volume jusqu’à 6000 tonnes annuellement.

5     Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

6     Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele (Französisch)

Le but de ce projet est d'augmenter la capacité du bioréacteur à 3’000L, permettant une production de 150kg de poudre dévulcanisée par semaine, et de développer une réplicabilité et standardisation du processus biotech à grande échelle pour une d'une installation industrielle complète fonctionnant en continu.

Beschreibung der Resultate (Französisch)

Durant la période août 2013 à janvier 2015, le scale-up des équipements de dévulcanisation des poudres de caoutchouc a évolué rapidement pour passer de 100gr / semaine à la capacité actuelle de plusieurs tonnes par semaine. Notre capacité actuelle est significativement supérieure aux 150kg/semaine initialement prévus sur la phase de pré-industrialisation. Cette évolution rapide a nécessité des investissements importants, de nouveaux locaux ainsi que des installations techniques appropriées. 

La reproductibilité des bioréacteurs (culture de bactéries et dévulcanisation) a été confirmée et testée sur plus de 12 mois. L’évaluation de la qualité de la dévulcanisation se fait par tests mécaniques sur de la matière caoutchouc re-vulcanisée ainsi que par des analyses de la chimie de surface. Les résultats de ces tests montrent une constance dans les résultats de dévulcanisation et ont permis d’optimiser les processus pour arriver aujourd’hui à un état d’efficience industrielle ainsi que des paramètres de traitement standards.

Un premier brevet a été déposé en juillet 2014 (Swiss patent application).

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

En début d’année, nous avons inauguré une installation pré-industrielle de traitement de poudre qui regroupe les différents technologies développées par TRS et établit une chaîne industrielle complète qui s’étend de la destruction du pneu, la séparation des matières qui composent un pneu (caoutchouc, fibre textile et acier ressort), la bio-dévulcanisation de surface ainsi que le processus de post-traitement. Nous travaillons aujourd’hui avec plusieurs bioréacteurs en parallèle qui sont nourris chacun par leurs propres cuves de culture de bactéries.

Notre phase pré-industrielle nous a permis d’implémenter une méthodologie industrielle initiale, valider le processus de production et acquérir de plus amples connaissances relatives aux coûts de production et investissement industriels.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

Dans le cadre des procédés de production de TRS, le procédé TRS BIODEVULC™ permet la dé-vulcanisation de la poudre de caoutchouc afin de lui conférer des propriétés particulières avant sa réintroduction dans le cycle de fabrication de produit à base de caoutchouc.

Sur la base de notre expérience avec notre installation pilote décrite, une analyse fine des coûts de fonctionnement et d’investissement a déterminé qu’il est très avantageux de passer à des volumes de traitement plus importants pour atteindre notre objectif de capacité entre 5 000 à 20 000 tonnes/an. Dans notre phase actuelle d’industrialisation de la technologie, nous travaillons sur l’augmentation de la capacité de chaque bioréacteur.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Aucune à la fin du projet