Soutenance mémoire
Plus récentes que le verre, les métaux ou les papiers-cartons, les matières plastiques ont su toutefois prendre en quelques années une part non négligeable dans tous les secteurs d’activités: bâtiment, emballage, électricité et électronique, transport, biens de consommation. Actuellement, ils envahissent la vie quotidienne de l’être humain, deviennent un problème pour l’environnement et restent encore aujourd’hui une lanterne rouge dans le défi du recyclage.
C’est pourquoi, il semblait pertinent, voire nécessaire de présenter, au travers de ce dossier, l’ensemble de la problématique actualisée des déchets des plastiques, de leur valorisation afin d’en dégager les voies de développement.
LES POLYMERES
Définition
Etymologiquement, le mot polymère vient du mot grec « pollus » qui veut dire plusieurs et « meros » qui veut dire partie. Depuis le début des temps, les polymères ont toujours existé sous forme naturelle et artificielle. Ils sont définis alors comme matériaux organiques constitués par des macromolécules résultant de la transformation des substances naturelles ou de la synthèse direct des composés extraits du pétrole, du gaz naturel etc. Les polymères sont des molécules constituées d’un grand nombre de répétitions d’une ou plusieurs espèces d’atome ou de groupe d’atome qui jouent le rôle de molécules de base. On appelle ces atomes ou groupes d’atomes, « monomères ». Le monomère réagit par des réactions dites de polymérisation. Il peut être un composé organique insaturé ou encore un composant organique comportant une ou des fonctions réactives. Ce matériau organique constitue l’une des trois grandes classes des matériaux avec les matériaux métalliques, les céramiques et les verres. Le polymère peut être donc schématisé par l’enchainement covalent dénommé chaine macromoléculaire :
-A – A – A – A – A – A – A – A –
A est donc l’unité constitutive ou encore monomère. Prenons l’exemple du polyéthylène de formule chimique (C2H4) n :
CH2 = CH2 +……+ CH2 = CH2 → …. (- CH2 – CH2 -) n…..
Néanmoins, les polymères peuvent être classés en deux types de structures :
– Les Homopolymères : Ce sont des polymères constitués par l’association des molécules issus d’un seul motif monomère c’est-à-dire qui sont formés à partir d’un unique monomère comme le PE cité ci-dessus. Le nom d’un homopolymère est généralement constitué du préfixe « poly » suivi du nom chimique du monomère dont le polymère est résultant d’une simple polymérisation. On peut les illustrer comme suit :
-A – A – A – A – A – A – A –
– Les copolymères : Ce sont des polymères dont la polymérisation s’effectue sur deux ou plusieurs monomères différents. Les noms des copolymères sont constitués du préfixe « poly » suivi des noms chimiques des monomères, entre parenthèses, donnés dans l’ordre décroissant des fractions massiques ou molaires des composants. Parmi les copolymères, on distingue les PET, schématisé comme suit :
-A – B – A – B – A – B – A – B-
Origine des polymères
Les monomères peuvent être un seul type d’atome ou composés de plusieurs types d’atomes pouvant être de nature cyclique ou linéaire, saturée ou non saturée. Ainsi, les monomères se rassemblent pour former de très longues chaines de molécules connus sous le nom de polymères.
Les polymères ont plusieurs origines : naturelle, synthèse chimique, polymérisation etc.
❖ Polymères naturels : Ce sont des matériaux à structure macromoléculaire utilisés sans modification, fibreuse comme le caoutchouc naturel, la laine, les celluloses, les protéines etc.
❖ Polymères artificiels : Ils sont obtenus par modifications chimiques de certaines molécules telles que la cellulose, le PVC, les polycarbonates etc. Ces modifications concernent généralement les groupements fonctionnels de la molécule même.
❖ Polymères synthétiques : ou polymères de synthèse, sont ceux obtenus par la réaction dite de polymérisation.
Différents types de polymères par les propriétés thermiques et mécaniques
Les élastomères
Ce sont des composés, synthétiques ou naturels, susceptibles de doubler de longueur et de reprendre sa forme initiale après une déformation : c’est-à-dire une propriété élastique telle que le caoutchouc. Les élastomères sont des polymères à caractère amorphe ou cristallin qui présentent des propriétés remarquables en élasticité, amortissement, et étanchéité. Pour que le matériau de base présente une bonne élasticité on lui fait subir une vulcanisation qui est un procédé de cuisson et de durcissement permettant de créer un réseau tridimensionnel plus ou moins rigide sans supprimer la flexibilité des chaines moléculaires. Ils sont obtenus à partir des polymères linéaires, sous forme liquide voire visqueux, avec des liaisons très faibles. Sans action mécanique, les chaines sont reliées entre elles par des liaisons covalentes incassables. Tandis qu’avec une action mécanique, les chaines s’étirent mais sont toujours reliés entre elles grâce aux liaisons covalentes. Parmi eux, on distingue : le polyisoprène NR ou le caoutchouc naturel, le polyisoprène de synthèse etc.
Les plastomères
Ce sont des polymères qui, après une déformation sous une contrainte, ne peut retrouver sa forme initiale comme le cas des PVC.
Les thermoplastes
Les thermoplastes sont des polymères qui se ramollissent et deviennent malléables lorsqu’on les chauffe au-dessus de sa température de ramollissement et deviennent solide lorsque la température baisse en dessous de cette température tout en conservant la forme donnée à chaud.
Les thermodurcissables
Ce sont des polymères qui durcissent progressivement avec la température et qui ne peuvent plus fondre. Une destruction du polymère même peut survenir s’il y a un rehaussement de la température.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 LES POLYMERES
1.1 Définition
1.2 Origine des polymères
1.3 Procédé d’obtention des polymères
1.3.1 Polyaddition ou polymérisation en chaine
1.3.2 Polycondensation
1.4 Différents types de polymères par les propriétés thermiques et mécaniques
1.4.1 Les élastomères
1.4.2 Les plastomères
1.4.3 Les thermoplastes
1.4.4 Les thermodurcissables
1.5 Propriétés des polymères
1.6 Les polymères courants
1.6.1 Le polyethylène (PE)
1.6.2 Le polypropylène (PP)
1.6.3 Le polychlorure de Vinyle
1.6.4 Le Polystyrène (PS)
1.6.5 Les polyesters : Polyéthylène téréphtalate (PET)
1.6.6 Les polyamides : Nylon
CHAPITRE 2 DU POLYMERE AUX MATIERES PLASTIQUES
2.1 LES MATIERES PLASTIQUES
2.1.1 Définition
2.1.2 Les différentes catégories de plastiques
2.1.3 Marché de la filière plastique
2.2 DU POLYMERE AUX MATIERES PLASTIQUES
2.2.1 Les adjuvants
2.2.2 Principaux procédés de transformation ou mise en forme
CHAPITRE 3 LA PYROLYSE
3.1 Définition
3.2 Différents types de pyrolyse
3.2.1 Pyrolyse classique ou lente
3.2.2 Pyrolyse rapide
3.3 Principe
3.4 Paramètres de la réaction de pyrolyse
3.5 Produits de pyrolyse
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE 4 MATERIELS D’ETUDE
4.1 Matériel utilisé
4.2 Le PEhd
CHAPITRE 5 MATERIEL DE PYROLYSE
5.1 Description
5.2 Schéma de l’appareil
5.2.1 Dimensionnement et légendes
5.2.2 Photo du pyrolyseur
CHAPITRE 6 METHODES
6.1 Préparation des matières premières
6.2 Pesage
6.3 Chargement
6.4 Essais
6.4.1 Essai 1
6.4.2 Essai 2
CHAPITRE 7 CARACTERISATION DES PRODUITS
7.1 Couleur
7.2 Densité
7.3 Odeur
7.4 Viscosité
7.5 Température d’auto-inflammation et point de feu
7.6 Point d’éclair
PARTIE III : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
CHAPITRE 8 RESULTATS
8.1 Résultats
8.2 Interprétation des résultats
CHAPITRE 9 ESSAI SUR LE COMBUSTIBLE : cas du PEHD
9.1 Caractéristiques physiques de l’huile pyrolytique
9.1.1 Couleur
9.1.2 Odeur
9.1.3 Inflammabilité
9.2 Caractéristiques chimiques de l’huile pyrolytique
9.3 Interprétation des résultats
CONCLUSION GENERALE
