Cycle de vie des matériaux: élimination-recyclage 1/6

Cycle de vie des matériaux: élimination-recyclage

Les matériauxUn matériau est une matière que l’homme façonne pouren faire des objets.L’usage des matériaux est extrêmement diversifié :

• construction, textile, objets techniques, décoration,emballages...Leur durée d’utilisation est également extrêmementvariable :

• les emballages, par exemple, sont destinés à un usagetrès bref, alors que les matériaux de construction doiventêtre conçus pour durer très longtemps.

Faire durer les matériauxLorsque les matériaux sont destinés à un usage prolongé, il est

nécessaire de lutter contre leur vieillissement prématuré. Ainsi,

la plupart des métaux sont sensibles à la corrosion. L’acier, par

exemple, rouille au contact de l’air et de l’eau. Le fer subit uneoxydation qui le ramène sous la forme d’oxyde (Fe2O3) qu’il

possédait dans le minerai. Pour assurer la protection de l’acier,

on peut le recouvrir de peinture, de vernis ou d’une couche

protectrice de zinc (galvanisation). Réaliser un alliage d’acier et

de chrome ou de nickel conduit à un acier dit inoxydable moins

sensible à la corrosion. Le chrome s’oxyde au contact de l’air

mais la couche d’oxyde formée est imperméable à l’eau et à

l’air et protège le métal. De son côté, le bois, qui est un

matériau de construction abondant, peu coûteux, résistant,

renouvelable, gonfle et se déforme sous l’effet de l’humidité et

subit l’attaque des insectes et des micro-organismes. Un

procédé thermique, la rétification, a été récemment mis au point

pour le rendre imputrescible sans adjonction de produits

chimiques. Enfin, certains matériaux plastiques sont sensibles

aux rayonnements UV solaires. Ils jaunissent et deviennent

cassants. L’ajout d’additifs ou de pigments absorbant les

rayonnements UV (noir de carbone dans les pneumatiques)

permet de limiter les effets du rayonnement.

Le cycle de vie d’un matériauLa vie d’un matériau pourrait commencer avec son élaboration

et s’achever avec la mise au rebut des objets qu’il constitue,

l’Homme se contentant d’assurer alors son élimination.

Toutefois, le recyclage du matériau permet souvent de le

réutiliser : le matériau décrit alors un cycle de vie.

Cycle de vie de l'acier. 40 à 50 % des 140 millions de tonnes d'acier produites

Du minerai au recyclageLa plupart des objets, des outils, des instruments qu’utilise l’homme ont été façonnés en utilisant des matériaux

extraits de matières premières naturelles. Après usage ou détérioration, ils constituent des déchets.

Le devenir des matériaux qui constituent le

variable et dépend de leur nature et de leur constitution.

Les principaux matériaux recyclables sont le verre, l’acier, l’aluminium, certaines matières plastiques, le carton et

le papier.

Les objets sont collectés, puis acheminés vers des centres où ils sont triés de façon automatisée selon leur nature,

leur taille, leur forme, etc. Ils sont ensuite acheminés vers les centres de traitement. Le recyclage n’est encore

envisagé que pou

Différentes fins de vie sont possibles pour les objets manufacturés : la réutilisation, le recyclage pour redonner les

matières premières originelles, le recyclage pour donner les matériaux permettant de fabri

manufacturés similaires ou d’autres objets, la valorisation énergétique (combustion) ou la mise en décharge.

Certaines bouteilles de verre dans la restauration, des bacs plastiques de transport et manutention sont réutilisés

sans modificati

Cycle de vie de l'acier. 40 à 50 % des 140 millions de tonnes d'acier produitespar an dans le monde sont issues du recyclage de ferrailles.

Du minerai au recyclageplupart des objets, des outils, des instruments qu’utilise l’homme ont été façonnés en utilisant des matériaux

extraits de matières premières naturelles. Après usage ou détérioration, ils constituent des déchets.

Le devenir des matériaux qui constituent les déchets ménagers non périssables et les déchets industriels est très

variable et dépend de leur nature et de leur constitution.




envisagé que pour un nombre très limité d’objets manufacturés.


matières premières originelles, le recyclage pour donner les matériaux permettant de fabri quer les objets



sans modification après nettoyage. Cependant, la réutilisation d’objets manufacturés est encore rare.Procédé de galvanisation : sortie des pièces métalliques du bain de zinc.

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Cycle de vie de l'acier. 40 à 50 % des 140 millions de tonnes d'acier produites

plupart des objets, des outils, des instruments qu’utilise l’homme ont été façonnés en utilisant des matériaux

s déchets ménagers non périssables et les déchets industriels est très





quer les objets



on après nettoyage. Cependant, la réutilisation d’objets manufacturés est encore rare.


Définition d’une matière plastiqueLe Petit Robert définit le plastique comme une « matière synthétique constituée demacromolécules et qui peut être moulée ou modelée ». Plusplastiques sont des matériaux constitués d’un assemblage de polymères et de certains additifs.On peut leur faire prendre diverses formes pour obtenir le produit fini.

Synthèse de quelques plastiques

Les matières plastiques sont des polymères auxquels sont ajoutés certains additifs tels que des

pigments, des stabilisants, etc. Ces polymères sont constitués de molécules à très longues chaînes,

ou macromolécules, obtenues à partir d’un grand nombre de molécules appelées monomères. Le

polyéthylène (PE) ou le polyéthylène téréphtalate (PET) sont des polymères synthétisés par

polymérisation de monomères obtenus à partir du pétrole. Le polyéthylène, utilisé dans lesemballages, les tuyaux, etc., de formule - (CH2 - CH

polyaddition de l’éthène, ou éthylène, H2C = CH2.

- CH2 - CH2 - constitue le motif du polymère ; la valeur de n peut varier de quelques centaines à

plusieurs milliers.

Le polyéthylène téréphtalate est obtenu par polymérisation par polyestérification de l’éthylèneglycol ou éthane-1,2-diol, HO - CH2 - CH2 - OH, et de l’acide téréphtalique, HO

CO2H. Il a pour motif :

Utilisé pour la fabrication des bouteilles d’eau ou de sodas, le PET se rencontre également dans

des fibres textiles.

Vieillissement des matières plastiques

Les matières plastiques sont de plus en plus utilisées : il devient donc indispensable de se

préoccuper de leur vieillissement. Le vieillissement d’un matériau est une évolution lente et

irréversible de ses propriétés, due à des modifications de sa structu

facteurs de vieillissement sont la température, la lumière, les contraintes mécaniques, l’humidité

et les agents oxydants tels que le dioxygène. Ce processus touche toujours un petit groupe

Le Petit Robert définit le plastique comme une « matière synthétique constituée demacromolécules et qui peut être moulée ou modelée ». Plus précisément, les matièresplastiques sont des matériaux constitués d’un assemblage de polymères et de certains additifs.On peut leur faire prendre diverses formes pour obtenir le produit fini.

Les matières plastiques sont des polymères auxquels sont ajoutés certains additifs tels que des

pigments, des stabilisants, etc. Ces polymères sont constitués de molécules à très longues chaînes,

à partir d’un grand nombre de molécules appelées monomères. Le

polyéthylène (PE) ou le polyéthylène téréphtalate (PET) sont des polymères synthétisés par

polymérisation de monomères obtenus à partir du pétrole. Le polyéthylène, utilisé dans lesCH2)n -, est obtenu par polymérisation par

constitue le motif du polymère ; la valeur de n peut varier de quelques centaines à

Le polyéthylène téréphtalate est obtenu par polymérisation par polyestérification de l’éthylèneOH, et de l’acide téréphtalique, HO2C - C6H4 -

bouteilles d’eau ou de sodas, le PET se rencontre également dans

Les matières plastiques sont de plus en plus utilisées : il devient donc indispensable de se

préoccuper de leur vieillissement. Le vieillissement d’un matériau est une évolution lente et

irréversible de ses propriétés, due à des modifications de sa structure ou de sa composition. Les

facteurs de vieillissement sont la température, la lumière, les contraintes mécaniques, l’humidité

et les agents oxydants tels que le dioxygène. Ce processus touche toujours un petit groupe

d’atomes, comme le groupement este

hydrolyse, conduit à des groupements acide et alcool,

selon la réaction d’équation suivante :

La formation d’acides et d’alcools modifie alors lespropriétés du matériau.

Pour ralentir ce vieillissement, on ajoute aux matériaux

polymères des adjuvants tels que des anti

antioxydants, etc. Ces adjuvants, dont certains ne sont

pas sans danger, peuvent être lentement libérés lors du

vieillissement des matières plastique

phtalates, utilisés comme plastifiants, du bisphénol A,

utilisé comme antioxydant.

Le PET. Le poly(téréphtalate d’éthylène), plus connusous le nom de polyéthylène téréphtalate (ou PET) est unplastique de type polyester.Sa formule chimique est :

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d’atomes, comme le groupement ester qui, modifié par

hydrolyse, conduit à des groupements acide et alcool,

selon la réaction d’équation suivante :

La formation d’acides et d’alcools modifie alors lespropriétés du matériau.

Pour ralentir ce vieillissement, on ajoute aux matériaux

polymères des adjuvants tels que des anti-UV, des

antioxydants, etc. Ces adjuvants, dont certains ne sont

pas sans danger, peuvent être lentement libérés lors du

vieillissement des matières plastiques. C’est le cas des

phtalates, utilisés comme plastifiants, du bisphénol A,

utilisé comme antioxydant.

Le poly(téréphtalate d’éthylène), plus connusous le nom de polyéthylène téréphtalate (ou PET) est unplastique de type polyester.

chimique est :


Enfouissement des déchets ultimes

Les déchets dits ultimes, c’est-à-dire ceux dont les caractéristiques ne permettent pas d’envisager

une forme de valorisation dans les conditions techniques et économiques du moment, doivent être

traités.

Les Centres d’Enfouissement Techniques (CET) ou In

Non Dangereux (ISDND) sont indispensables pour accueillir ces déchets. L’enfouissement

constitue ainsi l’exutoire final et obligatoire de toute filière de traitement des déchets ménagers.

La loi de 1992 sur la modernisation de la gestion des déchets ménagers a bouleversé la concept

de la décharge. Cette réglementation est très stricte et draconienne. L’enfouissement consiste

toujours à stocker les déchets mais dans des conditions très contrôlées afin de maîtriser leu

impact sur l’environnement.

dire ceux dont les caractéristiques ne permettent pas d’envisager

une forme de valorisation dans les conditions techniques et économiques du moment, doivent être

Les Centres d’Enfouissement Techniques (CET) ou Installations de Stockage pour les Déchets

Non Dangereux (ISDND) sont indispensables pour accueillir ces déchets. L’enfouissement

constitue ainsi l’exutoire final et obligatoire de toute filière de traitement des déchets ménagers.

nisation de la gestion des déchets ménagers a bouleversé la concept

de la décharge. Cette réglementation est très stricte et draconienne. L’enfouissement consiste

toujours à stocker les déchets mais dans des conditions très contrôlées afin de maîtriser leur “ANIMATION FLASHhttp://www.valtom63.fr/Enfouissement

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ANIMATION FLASH sur l’enfouissement”http://www.valtom63.fr/Enfouissement-

dechets.html


Pourquoi recycler ?

Le recyclage permet de réduire l’extraction de matières premières.

Les métaux de l’électroniquePour chacun des métaux cités, sontindiqués le pourcentage de métal issudu recyclage utilisé dans l’industrieélectronique et la date d’épuisementdes réserves dans le cadre d’uneextraction à un coût admissible.

D’après le site www.eco-info.org

Une tonne de carton recyclé fait

économiser 2,5 t de bois.

Une feuille de papier recyclé économise ≈ 1 L

d’eau et 2,5 W d’électricité en plus de 15 g de

bois.

L’aluminium est recyclable à 100 %.

Le recyclage permet de réduire l’extraction de matières premières.

Gestion des déchets plastiques en France

Une tonne de matière plastique permet

d’économiser 700 kg de pétrole brut.

Le recyclage de 1 kg

économiser environ 8 kg de bauxite, 4 kg de

produits chimiques et 14 kWh d’électricité.

L’acier recyclé permet d’économiser du

minerai de fer.

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Gestion des déchets plastiques en France

Une tonne de matière plastique permet

d’économiser 700 kg de pétrole brut.

Le recyclage de 1 kg d’aluminium fait

économiser environ 8 kg de bauxite, 4 kg de

produits chimiques et 14 kWh d’électricité.

L’acier recyclé permet d’économiser du

minerai de fer.


Choix de la valorisation énergétique ou incinérationCette valorisation consiste à utiliser l’énergie de la combustion qui sert à détruire définitivement l’objet en plastique don(Cm = 23 MJ.kg-1) permet de produire de l’électricité et de la vapeur (utilisée ensuite pour du chauffage). Cette incinération produit du CObilan carbone de cette incinération est, par définition, la masse de CO ainsi produite diminuée de la masse de CO

même quantité d’énergie à partir de méthane.D’autres déchets sont produits : mâchefers (résidus solides recyclables), cendres et fumées. Ces dernières contiennent de nomtoxiques (oxydes d’azote, métaux lourds)

.

Elimination des plastiquesLorsque les matières plastiques ne peuvent être recyclées, on peut les valoriser énergétiquement en les incinérant de façon cCette combustion permet de récupérer ou d’économiser de l’énergie, mais géndes substances toxiques, qu’il convient d’éliminer. Ainsi, la combustion du polychlorure de vinyle (PVC) libère du chlorured’hydrogène, HCl. Le pouvoir calorifique inférieur, PCI, correspond à l’éneunité de masse de combustible. Il s’exprime généralement en MJ.kg

D’après le site du Cercle National du Recyclage, www.cercle

Choix de la valorisation énergétique ou incinérationCette valorisation consiste à utiliser l’énergie de la combustion qui sert à détruire définitivement l’objet en plastique don

) permet de produire de l’électricité et de la vapeur (utilisée ensuite pour du chauffage). Cette incinération produit du CObilan carbone de cette incinération est, par définition, la masse de CO ainsi produite diminuée de la masse de CO

D’autres déchets sont produits : mâchefers (résidus solides recyclables), cendres et fumées. Ces dernières contiennent de nom

Lorsque les matières plastiques ne peuvent être recyclées, on peut les valoriser énergétiquement en les incinérant de façon cCette combustion permet de récupérer ou d’économiser de l’énergie, mais génère, outre de l’eau et du dioxyde de carbone, des gaz oudes substances toxiques, qu’il convient d’éliminer. Ainsi, la combustion du polychlorure de vinyle (PVC) libère du chlorured’hydrogène, HCl. Le pouvoir calorifique inférieur, PCI, correspond à l’énergie thermique, ou chaleur, dégagée par la combustion d’uneunité de masse de combustible. Il s’exprime généralement en MJ.kg -1.

www.cercle-recydage.asso.fr

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Cette valorisation consiste à utiliser l’énergie de la combustion qui sert à détruire définitivement l’objet en plastique don t le fort pouvoir calorifique) permet de produire de l’électricité et de la vapeur (utilisée ensuite pour du chauffage). Cette incinération produit du CO 2. Le

bilan carbone de cette incinération est, par définition, la masse de CO ainsi produite diminuée de la masse de CO 2 qui serait produite pour obtenir la

D’autres déchets sont produits : mâchefers (résidus solides recyclables), cendres et fumées. Ces dernières contiennent de nom breuses substances

Lorsque les matières plastiques ne peuvent être recyclées, on peut les valoriser énergétiquement en les incinérant de façon c ontrôlée.ère, outre de l’eau et du dioxyde de carbone, des gaz ou

des substances toxiques, qu’il convient d’éliminer. Ainsi, la combustion du polychlorure de vinyle (PVC) libère du chlorurergie thermique, ou chaleur, dégagée par la combustion d’une


Eliminer ou recycler ?

L’accumulation des déchets et la raréfaction des matières premières font du recyclage des matériaux un impératif. Certaines f

recyclage, comme le papier, l’acier, le verre permettent leur réutilisation. Le verre est un m

ajouté aux autres matières premières (sable, soude, calcaire) puis refondu. Le recyclage des matières plastiques est plus pro

Souvent utilisées en mélange, leur tri est délicat. Certaines sont recy

filières de production. Lorsque les matériaux ne sont pas recyclables, leur élimination est nécessaire. Une valorisation éner

possible par combustion (utilisation de la chaleur produite). Les recherches s’orientent également vers la fabrication de matériaux

biodégradables. Le recyclage des bouteilles d’eau peut servir à produire un fil textile utilisé pour le tissage des tissus polaires.Recyclage des plastiques

- La production annuelle mondiale de matières plastiques est très importante.

Ainsi, en 2008, elle était de 245 millions de tonnes. Compte tenu du

vieillissement de ces matières et de leur utilisation parfois éphémère, leur

recyclage se développe de plus en plus.

Les principaux emballages recyclables sont les bouteilles et flacons ménagers,

ainsi que les films d’emballages industriels. Les matériaux qui les constituent,

dits thermoplastiques, peuvent être refondus après tri, broyage et ne

soigneux, pour être transformés en nouveaux objets.

Le recyclage mécanique consiste en un broyage des matériaux, après un tri et

un lavage rigoureux ; ils sont ensuite directement transformés en produits finis.

C’est le cas des matières plastiques non fusibles, dites thermodurcissables. Les

plastiques utilisés dans ces deux cas sont ceux qui ont été triés et qui n'ont pas

été contaminés.

L’accumulation des déchets et la raréfaction des matières premières font du recyclage des matériaux un impératif. Certaines f

recyclage, comme le papier, l’acier, le verre permettent leur réutilisation. Le verre est un matériau 100% recyclable : trié et broyé, il est

ajouté aux autres matières premières (sable, soude, calcaire) puis refondu. Le recyclage des matières plastiques est plus pro

Souvent utilisées en mélange, leur tri est délicat. Certaines sont recyclables : broyées ou dissoutes, elles peuvent être réintégrées dans les

filières de production. Lorsque les matériaux ne sont pas recyclables, leur élimination est nécessaire. Une valorisation éner

eur produite). Les recherches s’orientent également vers la fabrication de matériaux

Le recyclage des bouteilles d’eau peut servir à produire un fil textile utilisé pour le tissage des tissus polaires.

La production annuelle mondiale de matières plastiques est très importante.

Ainsi, en 2008, elle était de 245 millions de tonnes. Compte tenu du

vieillissement de ces matières et de leur utilisation parfois éphémère, leur

Les principaux emballages recyclables sont les bouteilles et flacons ménagers,

ainsi que les films d’emballages industriels. Les matériaux qui les constituent,

dits thermoplastiques, peuvent être refondus après tri, broyage et nettoyage

Le recyclage mécanique consiste en un broyage des matériaux, après un tri et

un lavage rigoureux ; ils sont ensuite directement transformés en produits finis.

non fusibles, dites thermodurcissables. Les

été triés et qui n'ont pas

Le recyclage chimique consiste en une dépolymérisation du polymère

permettant de récupérer le monomère. Les plas

ceux qui ont été contaminés par mélange à d’autres plastiques ou à d’autres

déchets.

Thermoplastique, thermodurcissable

Les polymères thermoplastiques se ramollissent lors de leur chauffage.

Leurs chaînes sont le plus souvent linéaires.

Les polymères thermodurcissables durcissent lors de leur chauffage. Leurs

chaînes sont réticulées (c’est-à-dire reliées entre elles) et forment une structure

tridimensionnelle.

D’après « Le recyclage des emballages plastiques ménagers»,

Revue du Palais de la découverte, n° 300, 2002

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L’accumulation des déchets et la raréfaction des matières premières font du recyclage des matériaux un impératif. Certaines f ilières de

atériau 100% recyclable : trié et broyé, il est

ajouté aux autres matières premières (sable, soude, calcaire) puis refondu. Le recyclage des matières plastiques est plus pro blématique.

clables : broyées ou dissoutes, elles peuvent être réintégrées dans les

filières de production. Lorsque les matériaux ne sont pas recyclables, leur élimination est nécessaire. Une valorisation éner gétique est

eur produite). Les recherches s’orientent également vers la fabrication de matériaux

Le recyclage des bouteilles d’eau peut servir à produire un fil textile utilisé pour le tissage des tissus polaires.

Le recyclage chimique consiste en une dépolymérisation du polymère

permettant de récupérer le monomère. Les plastiques utilisés dans ce cas sont

ceux qui ont été contaminés par mélange à d’autres plastiques ou à d’autres

Thermoplastique, thermodurcissable

Les polymères thermoplastiques se ramollissent lors de leur chauffage.

souvent linéaires.

Les polymères thermodurcissables durcissent lors de leur chauffage. Leurs

dire reliées entre elles) et forment une structure

D’après « Le recyclage des emballages plastiques ménagers», Découverte,

Revue du Palais de la découverte, n° 300, 2002

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