Pyrolyseur mobile pour recycler les PRV (Développement d’un pyrolyseur mobile pour recycler des polymères renforcés aux fibres de verre (PRV))

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 701.21.22

Schlüsselwörter (Französisch)

Recyclage, Polymères renforcés aux fibres de verre (PRV), Pyrolyse, l'huile de pyrolyse

Kurzbeschreibung (Französisch)

L'objectif de ce projet est de construire une unité mobile pour recycler les polymères renforcés aux fibres de verre (PRV) issues de vieilles coques de bateaux ou de pales d’éoliennes. En fin de vie, après environ 50 ans dans le cas des éoliennes, ce type de déchet est incinéré en Suisse dans une centrale à ciment ou une usine d’incinération des déchets, alors qu’à l’étranger (par exemple aux États-Unis), il est en partie mis en décharge.

L’unité mobile est conçue pour traiter les déchets en gros morceau (3 m x 1.5 m) par pyrolyse sur place afin d’éviter leur transport. La pyrolyse permet de séparer la résine des fibres de verre sans les endommager. Après la pyrolyse, les fibres de verres sont encore recouvertes d’une couche résiduelle de carbone amorphe et de contaminants supplémentaires émanant du plastique. Ainsi des étapes de nettoyages supplémentaires doivent être développées, ce qui sera fait dans le cadre de ce projet. En plus des traitements de surface de ces fibres pour améliorer l’adhérence d’une nouvelle résine sont prévus afin d’obtenir des nouveaux PRV à base de fibres recyclées. Ces PRV à base de fibres recyclées ne peuvent pas être utilisés pour des applications structurales comme par exemple pour des pales d’éoliennes, mais elles peuvent avoir une deuxième vie dans les tapis de verre textile en fibre de verre (en anglais : chopped strand mat (CSM)) que l’on retrouve par exemple dans les aménagements d’avion ou de train. Lors de la pyrolyse, la partie plastique du PRV est transformée en gaz chaud, qui est partiellement condensé en une fraction liquide, appelée huile de pyrolyse. L’huile de pyrolyse peut être utilisée comme source de matières premières pour des applications chimiques. La fraction non condensable (gaz de pyrolyse), composée de courtes molécules, peut être brûlée pour alimenter directement le réacteur de pyrolyse ou par l'intermédiaire d'une turbine à gaz qui produit de l'électricité. Le design de la première unité mobile et les premiers tests de nettoyage des fibres de verre recyclées ont déjà été réalisés avec l’EPFL.   

Le projet a été accepté sur la base de la demande de subside du 22.05.2022 à l’occasion de la séance de la Koko UT du 08.06.2022.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1. Les tests de pyrolyse effectués avec l'appareil de pyrolyse de la société Greenlina, d'une capacité de 5 kg par charge, ont permis de déterminer les paramètres optimaux (durée et température de pyrolyse) pour obtenir des fibres de verre recyclables et une huile de pyrolyse de haute qualité.

2. Différents types de déchets composites ont été testés (coques de bateaux, déchets de production de matériaux composites, consommables pour le moulage (couvertures), éléments de cellules de camping-cars, tuyaux issus de l'industrie pétrolière, etc.) Les coques de bateaux plus anciens sont parfois encore recouvertes d'un antifouling contenant du mercure. Celui-ci contamine l’huile de pyrolyse, affectant sa valeur commerciale. Le procédé pour enlever le mercure de l’huile doit être testé, et les résultats du test seront communiqués. Jalon 1

3. Le design industriel, qui consiste en la conception du réacteur (système électrique de chauffe, système de récupération de gaz, système de purification et filtrage de gaz, système de verrouillage) est fait. La planification de la construction de la première unité mobile est faite et les différentes composantes sont commandées.

4. Dans le but d'obtenir des PRV à partir de fibres de verre recyclées de haute qualité, les étapes de post-traitement suivantes sont développées :

• La couche de carbone est enlevée en l’exposant à une atmosphère riche en oxygène, à haute température.
• Les fibres sont plongées dans un agent chimique afin de nettoyer et d'hydrolyser davantage leur surface.
• Les propriétés d’adhérence des fibres sont améliorées en fonction de la nouvelle résine en liant les molécules correspondant à la surface des fibres.
• Les fibres recyclées sont imprégnées de polymères couramment utilisés dans l’industrie, y compris les époxydes et les polyesters. Une fois que la résine a durci, les propriétés mécaniques du PRV sont testées et comparées à celles des composites de référence fabriqués avec des fibres vierges. Jalon 2

5. Une première unité mobile, autonome en énergie, pour traiter 50 kg de PRV par batch est construite. L’unité fonctionne sans émissions à part celles de CO₂ et un système de capture de CO₂ pour la rendre à zéro émissions est prévu.

6. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 5.

7. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos (voir annexe 3) pour l’impression de publications à l’adresse du public.

8. Une présentation des résultats avec PowerPoint sera effectuée à la fin du projet pour les personnes intéressées de l’OFEV.

Projektziele (Französisch)

L'objectif de ce projet est de construire une unité mobile pour recycler les polymères renforcés de fibres de verre (PRV) provenant de vieilles coques de bateaux ou de pales d'éoliennes. Par pyrolyse, ces déchets sont transformés en matériaux réutilisables composés de deux éléments : l'huile de pyrolyse et les fibres de verre. L'huile de pyrolyse est vendue, tandis que des étapes de post-traitement sont développées pour les fibres de verre afin d'obtenir un PRV à partir de fibres recyclées.