Méthodes utilisées pour la séparation des plastiques

À l'heure actuelle, de nombreuses méthodes ont été mises au point pour trier les différents types de plastiques existants.
Celles-ci s'appuient sur certaines caractéristiques propres à ces matériaux, telles que leur comportement aux rayons X, la spectroscopie infrarouge, les différences de couleur, les techniques physiques, les solvants et les marqueurs chimiques.
La première étape consiste en un tri manuel des déchets dans les centres de tri. Dans ces centres, les opérateurs, grâce à leur expérience, sont capables de trier les matériaux simplement en les observant.

Mais cette méthode de tri ne suffit pas pour bien trier les plastiques par type. Un mauvais tri des plastiques peut avoir de graves conséquences. C'est pourquoi il faut recourir à d'autres méthodes pour trier les plastiques.

La méthode de fluorescence des rayons X est utilisée, par exemple, pour séparer le PVC du PET ; elle consiste à irradier le plastique avec ces rayons afin de détecter le rayonnement secondaire émis par les atomes de chlore du PVC.

La spectroscopie infrarouge permet d'identifier les différents plastiques en analysant la lumière réfléchie par la surface du matériau lorsqu'il est exposé à un rayonnement infrarouge. Chaque matériau émet une série de rayonnements caractéristiques en fonction de sa structure moléculaire.

Les caméras de détection de la couleur et de l'opacité des plastiques sont utilisées conjointement avec les caméras infrarouges pour effectuer un tri en continu.

Les trois techniques susmentionnées peuvent être utilisées pour trier le PET, le PVC, le PEHD, le PEBD et le PP, mais elles présentent l'inconvénient d'un coût d'équipement très élevé.

Parmi les techniques physiques, on trouve l'hydrocyclone, la séparation triboélectrique et la différence de densité.

Dans l'hydrocyclone, un flux d'eau et de particules plastiques est projeté de manière tangentielle vers le haut du cône. La force centrifuge concentre les particules les plus lourdes vers l'extérieur ; celles-ci tombent au fond, où elles sont récupérées, tandis que les particules les plus légères remontent vers le haut. Cette méthode de séparation ne donne pas de très bons résultats, et il est nécessaire de procéder ensuite à un autre type d'opération.

La séparation triboélectrique repose sur la différence de charge électrostatique des petites particules de polymères, provoquée par le frottement contre la paroi d'un tourbillon d'air, à partir duquel elles sont projetées dans un champ électrostatique généré entre deux plaques auxquelles est appliqué un potentiel électrique.

La méthode basée sur les différences de densité des polymères est connue sous le nom de « coulage / flottation » ; il s'agit d'un procédé permettant de séparer un mélange de HDPE, LDPE, PP, PS et PVC. La faible différence de densité entre ces composés suffit pour obtenir de bons résultats avec ce procédé.

Le procédé consiste à introduire le mélange de plastiques (déchiquetés) dans de l'eau contenant une petite quantité de tensioactif, afin que l'eau imprègne le plastique. Les polyoléfines flottent à la surface tandis que le PS et le PVC coulent au fond.

La fraction surnageante est introduite dans un mélange dont la densité est inférieure à celle de l'eau, à savoir un mélange eau-alcool. De cette manière, le HDPE coule tandis que le PP et le LDPE restent à la surface.

Un traitement similaire est effectué avec le mélange de PS et de PVC, qui est séparé à l'aide d'une solution saline.

Cette méthode permet d'obtenir des polyoléfines et du polystyrène sous forme de fractions relativement pures, à 97 % et 95 % respectivement, ce qui n'est pas le cas du PVC, qui est récupéré contaminé par d'autres matériaux.

Ce procédé, qui repose sur la solubilité des plastiques dans différents solvants, consiste à utiliser un solvant pour séparer un mélange de PEAD, PEBD, PP, PS et PVC. On peut par exemple utiliser comme solvant un mélange de cyclohexane et de xylène, ce qui provoque la séparation en trois phases distinctes : une phase de PS, une autre de PVC et une troisième de polyoléfines, avec des degrés de pureté par phase oscillant entre 96 et 99 %. Dans tous les cas, la récupération du polymère s'effectue par précipitation à l'aide d'un agent précipitant.

La méthode du marqueur chimique consiste à incorporer spécifiquement un marqueur donné pour chaque polymère, mais comme le plastique est principalement utilisé dans l'industrie de l'emballage, les additifs à incorporer doivent être totalement inoffensifs.

L'utilisation d'un code-barres spécifique à chaque polymère a également été proposée, mais en raison de la diversité des tailles et des formes, il est difficile de mettre cette méthode en pratique. Ce qui est en revanche déjà mis en œuvre, et comme le montre le tableau de la page suivante, c'est l'identification des 7 plastiques les plus utilisés, avec leurs symboles respectifs, qui, une fois imprimés sur chaque article, permettent de les trier rapidement et en toute sécurité.

IDENTIFICATION DES PLASTIQUES RECYCLABLES

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