Le recyclage des matériaux composites peut s’avérer plus complexe que celui d’un déchet constitué d’un seul matériau. Une même pièce peut comporter différents composants, assemblés de différentes manières et dont le comportement varie lorsqu’on les broie ou les sépare ; il est donc important de bien connaître ces caractéristiques avant de procéder au traitement des déchets.
Chez Silmisa, en tant que fabricants de broyeurs industriels et d’autres machines destinées au recyclage, nous vous expliquons pourquoi cela se produit.
Lorsqu'un déchet est composé de plusieurs matériaux
Certains déchets semblent ne former qu’un seul et même objet, mais ils sont en réalité composés de différents éléments. Les matériaux composites associent deux ou plusieurs matériaux afin d’obtenir des propriétés spécifiques. Une pièce en résine renforcée de fibre de verre en est un exemple facile à comprendre.
Cela ne signifie pas pour autant que tout déchet composé de plusieurs éléments soit un matériau composite. Un matériau multicouche est constitué de couches liées entre elles, tandis qu’un mélange peut contenir du plastique, du cuivre ou de l’aluminium sans former une structure unique. La manière dont ces éléments sont liés détermine la procédure à suivre pour les séparer.
Le problème survient lorsqu'on essaie de séparer certaines fractions des autres.
Le broyage d’une pièce ne suffit pas à séparer automatiquement ses composants. Pour que la séparation des matériaux puisse ensuite s’effectuer, il faut d’abord veiller à ce que ces parties soient suffisamment libérées.
On y indique le type d’assemblage, la dureté, le comportement à la coupe et la taille de chaque composant. Deux déchets d’apparence similaire peuvent réagir de manière très différente lorsqu’on les broie. C’est pourquoi il est important de connaître la structure de la pièce avant de poursuivre.
Assemblages, couches et renforts qui ne se séparent pas dès la première découpe
Plusieurs couches peuvent être collées entre elles à l’aide d’adhésifs ou former une structure très fine. Dans le cas des matériaux multicouches, une première découpe peut laisser certaines d’entre elles encore reliées entre elles. Il en va de même pour les matériaux renforcés : le fait de casser la pièce ne garantit pas que la fibre se sépare de la résine.
Des densités, des duretés et des comportements qui réagissent différemment
Les déchets composites peuvent contenir à la fois du caoutchouc souple, des métaux durs, des plastiques légers ou des fibres. Chaque composant réagit différemment à la découpe, aux chocs et au broyage. Cette différence influe sur la taille des particules obtenues et sur la manière dont chaque composant pourra ensuite être trié.
Trois exemples qui montrent pourquoi tous les composés ne sont pas traités de la même manière
On comprend mieux cette difficulté en prenant l’exemple des déchets courants d’une usine. Dans le recyclage des matériaux composites, il n’existe pas de solution unique, car la structure, la résistance et le matériau que l’on souhaite récupérer varient.
Un pneu, un câble et une pièce technique posent des problèmes différents. Parfois, il faut extraire l’acier, d’autres fois récupérer le cuivre, et d’autres encore séparer les couches ou les renforts. Cette différence influe sur la réduction de taille et les étapes suivantes.
Pneus : caoutchouc renforcé d'acier et de fibres
Ces déchets sont composés de caoutchouc, d’acier et de renforts textiles. Lors du recyclage des pneus, ces éléments doivent être séparés progressivement afin de pouvoir être triés. L’élasticité du caoutchouc et la dureté du métal imposent plusieurs étapes de broyage et de tri.
Câbles et DEEE : métaux associés à des plastiques et à des revêtements
Les câbles et les DEEE (déchets d’équipements électriques et électroniques) contiennent à la fois des métaux, des plastiques et des revêtements. Le recyclage des déchets électroniques nécessite de séparer ces fractions avant de les trier. Si le cuivre et le plastique restent liés au sein d’une même particule, il sera plus difficile d’obtenir des matériaux purs.
Pièces techniques et matériaux multicouches : séparer sans perte de matière utile
Dans le cas des pièces renforcées et des matériaux multicouches, un broyage insuffisant peut laisser des composants liés entre eux, mais un broyage excessif peut également générer des fines ou endommager des fibres réutilisables. La taille appropriée dépend de la composition de la pièce et de la partie que l’on souhaite récupérer en vue d’une utilisation ultérieure.
La réduction de taille sert à libérer des composants, et pas seulement à réduire la taille des résidus.
Le broyage sert également à ouvrir la structure des résidus et à mettre à nu des parties qui étaient auparavant recouvertes ou enfermées. Dans de nombreux matériaux composites, cette étape prépare le matériau au criblage, à la séparation magnétique ou au tri par densité.
Un câble illustre bien ce principe. Si, après la coupe, le cuivre reste collé au plastique, il s’agit toujours d’une particule mixte. Lorsque les deux parties sont séparées, les équipements en aval peuvent les traiter séparément.
Broyer davantage ne signifie pas pour autant séparer plus efficacement. La granulométrie, c’est-à-dire la taille des particules, doit être adaptée au matériau et à l’objectif final, car un broyage excessif peut générer de la poussière et des fines qui compliquent la récupération.
La pureté finale dépend du degré de séparation effectif des fractions
Une fois le matériau broyé et libéré, vient l’étape du tri. Une table densimétrique peut exploiter les différences de densité et de comportement des particules pour les séparer, mais elle fonctionne mieux lorsque les fractions sont suffisamment libres.
Si une particule lie le cuivre et le plastique, elle ne se comporte plus comme l’un ou l’autre de ces matériaux pris séparément. Cela peut nuire à la pureté des fractions obtenues.
De plus, le degré de pureté requis dépend de la destination finale des matériaux récupérés. Une matière première destinée à être réutilisée dans la production peut nécessiter une séparation plus fine qu’une autre soumise à des exigences moins strictes.
Ce qu'il faut savoir sur le matériau avant d'envisager son traitement
Avant de décider comment traiter un déchet, il faut savoir ce qu’il contient et ce que l’on souhaite en récupérer. Dans le recyclage des matériaux composites, ces informations permettent de définir le degré de broyage et les étapes de tri.
- Il y a plusieurs points qui méritent d’être examinés :
Composition : quels sont les matériaux qui composent les déchets et lesquels il convient de récupérer ?
- Type d’assemblage : s’ils sont collés, laminés, enduits, mélangés ou intégrés.
- Dureté et élasticité : comment chaque composant réagit-il à la découpe ou au broyage ?
- Taille d’entrée : quel facteur de réduction est nécessaire avant les étapes suivantes ?
- Pureté recherchée : quel niveau de pureté chaque fraction doit-elle atteindre ?
- Traitement ultérieur : criblage, séparation magnétique, classification par densité ou autre procédé.
Il faut d’abord comprendre ce qui entre dans le processus et ce que l’on souhaite obtenir ; ensuite, on décide comment réduire, libérer et séparer. C’est ce même principe qui nous guide chez Silmisa lorsque nous étudions les matériaux, la production et l’objectif de valorisation avant de proposer une machine ou une ligne de recyclage.