Projet Vallée Verte: valorisation des Déchets. Production (DIPP) Emmanuel RIQUELME

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1 Projet Vallée Verte: valorisation des Déchets Industriels Plastiques de Production (DIPP) Emmanuel RIQUELME Skander MANI EXPERTISE PEP ET INNOVATION Bellignat, TECHNOLOGIQUE 3 Juillet 2012 EN PLASTURGIE

2 I. Contexte et objectifs du projet II. État des lieux de la gestion des DIPP sur la Plastic Vallée III. Veille technologique sur le recyclage mécanique des déchets plastiques IV. Conclusion et perspectives p

3 1. Plasturgie et Recyclage Défis de la Plasturgie AMONT: approvisionnement en matières premières AVAL: concurrence des pays à bas coûts INTERNE: réglementation dont PRODUITS/DECHETS Recyclage des plastiques 2,5MT/ an de déchet dont 1MT collectées pour recyclage Valorisation matière: 60% export, 25% France 30% de DIPP MP recyclées = 40 à 80% prix MP «neuves» La valorisation des déchets plastiques par les plasturgistes = axe de progrès de la compétitivité des plasturgistes en France

4 2. Le projet Vallée Verte Contexte: Plastics Vallée =10% CA plasturgie en France Ecosystème unique en Europe avec 700 acteurs Progrès dans recyclage avec valorisation carottes injection/déchet monomatière Axe de progrès sur: DIPP valorisés par transformateurs hors Plastics Vallée, DIPP éliminés (fin CSDU Veyziat 2017) Objectifs: «Assurer la pérennité et le développement de la Plasturgie sur la PV» par: p Valorisation de la part du gisement de DIPP éliminé (CSDU Veyziat), Réorienté la part de DIPP valorisés à l extérieur vers les plasturgistes de la PV Favoriser le développement d une économie circulaire ou écologie industrielle et territoriale (échanges de flux)

5 3. Méthodologie Méthodologie Pha ase 1 Etat des lieux de la gestion des DIPP sur la Plastics Vallée Veille technologique gq sur le recyclage DIPP Préconisations (technologies et organisation) Acteurs et interactions Caractérisation du gisement de DIPP, Mode de gestion, coûts Evaluer les enjeux «matière» et financiers Technologies disponibles (stade industriel) Technologies innovantes (stade R&D) Identifier les solutions à déployer Insérer les technologies dans l écosystème acteul Construire un écosystème optimisé pour la valorisation des DIPP dans la PV Phase 2 Développement Validation et déploiement d un dun écosystème optimisé Projets R&D sur technologies innovantes Projets Ad»aptation tti» sur technologie mature Valider la rentabilité économique et faisabilité technique.

6 4. Echantillonnage Etat des lieux Panel d acteurs représentatifs des spécificités de la PV: Secteurs d activité, procédé(injection, extrusion) Acteurs de l ensemble de l écosystème Pondération Taille, visibilité des TPE/PME (80%des entreprises) ECOSYSTEME DE LA PLASTIC VALEE Pétrochimie Formulateurs Compounders Transformateurs Consommateurs Produits Déchets Post consommation Matières premières Produits Déchets Post production Prestataires déchets Collecteurs Tri Elimination Recycleur

7 5. Zone d étude Etat des lieux Construction d un échantillon représentatif de l écosystème Plasturgie de la Plastics Vallée Pour garantir la représentativité du panel, extension de la zone d étude

8 6. Bilan du diagnostic Etat des lieux Atouts Organisation en écosystème = un levier de stabilité Développement activité à hte valeur ajoutée: pièces techniques, Grands acteurs en lien avec sous traitants locaux Pole R&D/ Formation Présence d un CSDU de proximité Inconvénients Impacts concurrence des pays à bas coûts Résines techniques = qualité des MPR (complexité recyclage), Compétences recyclage PV = broyage. Régénération limitées Durée exploitation CSDU limitée (2017) + Hausse prévisible de la TGAP de 100% (+15-30% sur coût traitement total) Recyclage Utilisation de matières recyclées Recyclage interne systématique des carottes d injection, Capacité et intérêt pour augmenter conso de MPR. Recyclage externe: produits non conformes, Contrainte forte clients sur utilisation de MPR(secteur Recyclage difficile ( enfouissement): pièces avec inserts, automobile) purges, multi-matières, plastique transparents... Taille et pérennité des lots réduit les possibilités d utilisation Exportation des déchets recyclés (>50%) hors PV... Compoundage permet d améliorer la qualité et les Plastiques recyclés: broyé>régénéré propriétés des plastiques recyclés

9 7. Ecosystème actuel Etat des Lieux Formulateurs Compounders 540kT Transformateurs Produits 5kT Matières premières CSDU Veyziat Atelier recyclage Recyclage interne 35 kt Déchets Carottes Purges 2,5 kt (10%) Produits non conformes 13kT (90%) Monomatière 15kT(30%) 1,5kT Pièces avec inserts 2kT (30%) Bi(tri)-matière 1kT(40%) Produits décorés Déchets emballage Traitemen nt externe 6 kt 15kT Collecteurs Broyeurs Régénérateurs 1 kt 7,5kT Transformateurs hors Plastic Vallée <1kT (à façon) 75kT(à 7,5kT façon, vente) t)

10 III. Technologies de recyclage mécanique Vallée Verte Déchets plastiques Charges Types de valorisation Régénération matière Produits semi finis EXTRUSION MONOVIS EXTRUSION BIVIS PROMECO DURAPLAST NGR ONE STEP TECHNOVA PIM Technologies au stade industriel COREMA EXTRUSION RÉACTIVE

11 PIM (Powder Impression Moulding) Produits semi-finis Breveté par ERT et industrialisé par 2k Manufacturing Limited en 2009 Angleterre Déchets éh déchiquetés et lavés 80% de déchets plastiques mélangés (20% de liant) Un seul site de production fabrique panneaux/an = 6% de contreplaqués utilisés dans le secteur de construction = 6000 tonnes de déchets plastiques = 0.2% de déchet enfouis/an au UK. Avantages Mélanges complexes Technologie simple à mettre en place Substituant du contreplaqué Inconvénients Faible cadence de production Matériau hétérogène Mauvaises propriétés mécaniques

12 DURAPLAST Produits semi-finis Breveté par Duraplast Corporation en 1992 USA 1 ére extrudeuse mono vis (alimentation, plastification et homogénéisation) Ajout d additifs 2 ème extrudeuse mono vis (Homogénéisation mélange/additif) Pultrusion (roving) Avantages Mélanges complexes Bonne rigidité Diminuer l épaisseur des profilés Inconvénients Faible cadence de production Compatibilité renfort/matrice Imprégnation du renfort (forte viscosité de la matrice)

13 PROMECO Charges Société PROMECO advanced waste technology Italie Micronisation 90% de déchets plastiques mélangés (10% de liant) Déchets souillés issus du tri et du traitement de décharge d ordures ménagères Avantages Mélanges complexes Facile à implanter dans un local industriel sans aucun aménagement particulier Inconvénients Mélange hétérogène et de propriétés médiocres Nécessite l ajout lajout d un dun liant (10%)

14 Extrusion monovis Régénération matière Trémie Zone de plastification Zone de pompage Filière Zone d alimentation Collier chauffant La régénération matière par extrusion monovis peut être simple quand les plastiques sont constitués d'une seule résine (monomatière) Les déchets peuvent se présenter sous forme de mélanges de plusieurs polymères incompatibles entre eux Avantages Déchets monomatières Faible autoéchauffement Inconvénients Mélanges complexes Mauvaises dispersion et homogénéisation Convoyage de la matière Vis non modulaire Foureau

15 Extrusion monovis : NGR-One Step Tech. Régénération matière Nouvelle ligne de recyclage commercialisée par NGR en 2012 Autriche Déchiqueteur universel, distributeur et extrudeuse monovis combinés Un tiroir coulissant entrainé hydrauliquement presse le matériau contre les couteaux du déchiqueteur universelle : purge, profilés, corps creux, emballages... Le matériau déchiqueté est acheminé immédiatement par le moyen d un distributeur vers l extrudeuse monovis Avantages Monomatières Gains d espace et de 40% du coût de l énergie Transformation rapide et avec moins d arrêts Inconvénients Mélanges complexes Mauvaises dispersion et homogénéisation

16 Extrusion bivis Régénération matière Ajout d un copolymère + Charges et renforts Éléments à pas directe (convoyeur) Éléments à pas inverse (restrictif) Éléments malaxeurs Zone d alimentation Fusion Le transport solide en extrusion bivis a lieu grâce à l effet de déplacement positif des vis interpénétrées, qui agissent comme une pompe à engrenage Une vis modulaire est constituée d éléments indépendants que l on peut agencer pour constituer un profil Ecoulement à l état fondu Avantages Monomatières et mélanges simples Vis modulaires (t. de séjour..) Mélange dispersif et distributif Alimentation régulière Débit important Inconvénients Mélanges complexes Autoéchauffement Compatibilisation Applications à faible valeur ajoutée

17 Extrusion mono et bi-vis : COREMA Régénération matière Nouvelle ligne de recyclage commercialisée par EREMA en 2012 Autriche Déchiqueteur universel, distributeur et extrudeuse monovis combinés L extrudeuse tangentielle est alimentée continuellement La matière préparée et filtrée est introduite dans une bi vis corotatives et interpénétrées de Coperion La combinaison des savoir faire d ERMA derma et de Coperion a ouvert un vaste champ de préparation et de formulation des matières recyclées 6 Avantages Efficacité de malaxage et de dispersion des charges et renforts Alimentation régulière et tangentielle: débit 30% supérieur Pas de pré découpe nécessaires pour 95% des matières Inconvénients Mélanges complexes Autoéchauffement

18 Extrusion bivis : Technova Régénération matière Nouvelle ligne de recyclage commercialisée par TECHNOVA en 2012 Italie Extrudeuse bivis avec 3 zones de dégazages pour film LDPE/HDPE/PP Alterner les deux filtres grâce à un système à 2 tiroirs Les déchets d emballage multicouches sont de plus en plus présents, incluant des matières peu compatibles entre elles, avec de plus en plus de film étirable de très faible épaisseur posant des problèmes de séchageaprès lavage C est pour ces raisons que TECNOVA a mis au point cette nouvelle ligne de régénération équipée d une nouvelle bi vis avec un profil de vis très particulier 03 zones de dégazage permettant de traiter des matières avec un fort pourcentage d encre ou avec un taux d humidité supérieur à la moyenne Avantages Emballages multicouches Amélioration de la productivité de 20 à 25% Profil de vis adapté pour une meilleure homogénéisation Amélioration du dégazage Inconvénients Mélanges complexes Autoéchauffement

19 Extrusion bivis : Extrusion réactive Régénération matière In situ compatibilization (chemical reaction) Initiator Devolatilization Grafting of new chemical functions Le cotémodulable desextrudeusesbi vis ( t. de séjour), offre une plus large flexibilité d utilisation. Cela a ouvert la voie à d autres applications utilisant l extrudeuse bi vis en tant que réacteur chimique continu. Permet de fabriquer des matières offrant de nouvelles propriétés et nouvelles fonctions, comme greffer de nouvelles fonctions sur les chaines des polymères, adapter la rhéologie et les cinétiques de cristallisation du polymère issu du recyclage au procédé mise en forme de nouveaux produits Avantages Monomatières et mélanges simples Vis modulaires (t. de séjour..) Mélange dispersif et distributif Alimentation régulière Débit important Réacteur é chimique en continu Absence de solvant Inconvénients Mélanges complexes Autoéchauffement Contrôle difficile de la sélectivité de certains types de réaction

20 Produits éco-conçus Régénération matière Cesexemplesmontrentqu avecdusavoirfaireetun peu d imagination, on peut trouver des débouchés, à faible valeur ajoutée, pour les mélanges complexes de déchets plastiques

21 Et si on veut aller plus loin? Quelle technologie faut-il utiliser? III.? Composition et concentrations variables?? Polymères de différentes viscosités Polymères ayant des températures de fusion différentes Des mélanges de plus en plus complexes à recycler! Polymères immiscibles, incompatibles,

22 IV. Conclusion et perspectives Phase 1 Etat des lieux du recyclage des DIPP de la Plastics Vallée + Identification des technologies disponibles + Recherche et Développement des technologies innovantes = Construction d un écosystème optimisé de la Plasturgie dans la Plastics Vallée (économie circulaire)

23 2, rue Pierre et Marie Curie BP 1204 Bellignat Oyonnax Cedex France : +33 (0) : +33 (0) l info@poleplasturgie.com EP Olivier GUERRIN PHOTOGRAPHE - LPKF Crédit photos : PE