SAC PLASTIQUE

MEMOIRE DE RECHERCHE Séminaire AMC"

Robert Le Roy & Leda Dimitriaki

Courtial Louise

Master I

Ecole Nationale Supérieure

d’Architecture

SOMMAIREINTRODUCTION

AVANT PROPOS

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Les prémices

Les premiers plastiques d’origine naturelle

Premier plastique synthètique : la bakélite

Essor des polymères de synthèse

LES POLYMERES

Du pétrole au plastique

Formation des polymères

Les polymères

Classificaion et reconnaissance des polymères

Les thermoplastiques

Procèdés de mise en forme

HISTOIRE DU RECYCLAGE

LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI

PROBLEMATIQUE

DIAGNOSTIQUE DU MATERIAUX

PROTOCOLE EXPERIMENTAL

EXPERIENCE A VENIR

CONCLUSION

ANNEXES

BIBLIOGRAPHIE

AVANT PROPOS

CHOIX DU SUJET

MOTIVATIONS PERSONNELLES

CONSTAT AU TOGO

INTRODUCTION

« Le plastique est un matériel omniprésent dans notre

vie quotidienne. Et le monde de l’architecture n’a pas

fermé les yeux sur les avantages qu’il pouvait offrir dans

la réalisation de projets architecturaux ».

Dimitris Kottas

Si la matière plastique est encore employée

avec parcimonie dans le milieu du bâtiment, elle l’est

sans retenue dans l’industrie, le commerce et la

consommation quotidienne. Certains architectes comme

Rem Koolhas, Herzog et de Meuron, osent le plastique

: à l’affiche ou par nuance.

Ce mémoire s’intéresse à cette matière qui a envahi en

moins d’un siècle nos paysages quotidiens. Très utilisé,

notamment dans l’industrie agroalimentaire, le plas-

tique se retrouve en quantité importante dans les

déchets domestiques et industriels. Ils représentent

environ &'% des déchets (des ordures ménagères

résiduelles / source ADEME MODECOM) produits en

moyenne par habitant en France.

D’origine synthétique ou naturelle, thermoplastique ou

non, la matière malléable permet d’obtenir des formes

infinies : courbe, fine épaisseur, etc. Il existe différents

types de plastiques possédant des propriétés qui leur

sont propres.

L’usage abondant du plastique pose depuis plusieurs

décennies la question de sa fin de vie. Recyclage,

réemploi, incinération, enfouissement : que faire de ce

matériau dont l’impact sanitaire et environnemental

laisse entrevoir de dangereuses retombées.

Certains plastiques, comme le PET (Polytéréphtalate

d'EThylène) ou le PEHD (PolyEthylène Haute Densité),

sont triés et recyclés. Qu’en est-il des autres matières

plastiques ?

Ce travail s’intéresse particulièrement à un plastique

présent quotidiennement et dans le monde entier. Sa

consommation s’élève à 0,1 million de tonnes en '2&2

en Europe (source PlasticsEurope Market Research

Group). Ces plastiques, dits « mous » ne sont

aujourd’hui ni triés, ni recyclés. Quelles en sont les

raisons ? Que faire de cette matière abondante et

extrêmement polluante ? Quelles sont les pistes

d’utilisation en architecture ?

Après une approche théorique sur l’histoire du plastique

et du recyclage, ce travail développera particulièrement

le cas du polyéthylène basse denstié. Une série

d’expérimentations tentera d’explorer une piste pour un

ré usage de ce matériau.

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Les prémices

L’usage des matières plastiques remonte à l’antiquité, cependant c’est avec les progrès de la chimie et l’essor industriel de la fin du XIXème

siècle que les polymères, notamment de synthèse, se sont véritablement développés.

Les premiers signes de l’utilisation de matières plastiques datent du XVème siècle avant J-C, les Egyptiens utilisaient des colles constituées

de gélatine, de caséine ou d’albumine. Ce n’est qu’à la fin du XVème siècle, suite aux grandes découvertes, que le caoutchouc (cao, le bois,

tchu, qui pleure) fut découvert par les Européens. Les populations amérindiennes utilisaient ce matériau ancestral pour la fabrication

d’objets variés de leur quotidien. Les naturalistes Charles Marie de La Condamine et François Fresneau de la Gataudière firent la première

description scientifique du caoutchouc en %&'*. En %&&+, un chimiste anglais, Jacques Charles, découvre l’ancêtre de la gomme, le caout-

chouc efface l’encre. Les découvertes concernant ce nouveau matériau se sont succédées au XIXème siècle.

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Les premiers plastiques d’origine naturelle

Les premiers plastiques, avant d’être des matériaux de synthèse,

étaient issus de matières naturelles comme la cellulose ou la caséine

de lait.

Le celluloïd, à base de cellulose issue du bois ou du coton a été mis

au point par les frères Hyatt en &'() aux Etats-Unis. En réponse à

un concours, les deux frères avaient mis au point un matériau capable

de remplacer l’ivoire, devenue rare et chère, des boules de billard. Le

celluloïd, solide, léger, malléable, offrant des possibilités de larges

gammes de couleurs et de formes, s’est rapidement étendu à

d’autres applications. Il a été utilisé pour les cols et poignets de

chemises, les touches de claviers, les films photographiques. Il est

aujourd’hui encore utilisé pour la fabrication de balles de ping-pong.

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Les premiers plastiques d’origine naturelle

La viscose fut inventée par Hilaire de Chardonnet en "##$. Le

procédé de synthèse fut élaboré en réponse à une importante

pénurie de soie. La cellulose du bois subit une première réaction

chimique à la soude, puis une extrusion. La viscose peut être

transformé en fil – la rayonne – étirée en feuille très fine – la

cellophane – ou expansée – les éponges dites végétales.

Enfin, la caséine du lait fut utilisée pour faire un matériau plas-

tique nommé galalithe. Le brevet fut déposé en "#(" par

l’ingénieur allemand Spitteler. Elle remplaça très vite l’écaille, la

corne pour la fabrication de petits objets et accessoires.

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Premier plastique synthétique : la bakélite

Précurseur des matériaux de synthèse, la bakélite, résine

formo-phénolique, fut inventée par un chimiste belge, Léo

Baekeland, en #$%&. Cette matière entièrement synthétique

se mettait en forme sous l’action de la chaleur et la gardait en

durcissant. La bakélite fut très utilisée par l’industrie automo-

bile, mais aussi pour la fabrication d’objets de la vie courante.

HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE

Essor des polymères de synthèse

C’est à partir des années trente que l’usage des

polymères se systématisa. L’effort de guerre de

$%&%-$%'( affectait toute l’économie et

l’industrie, la question des matériaux était un enjeu

important. L’armement requièrait une collecte des

métaux non ferreux. Chaque foyer triait et recyclait

métaux, os, tissus, etc. au service de son pays. Il

fallut alors chercher des ersatz ou de nouvelles

matières et procedés de fabrication. La recherche

s’accéléra en faveur des polymères.

Une meilleure accessibilité des ressources pétro-

lières couplée aux progrès de la chimie, donna lieu à

de nombreuses innovations en ce qui concerne les

matières de synthèse. Les polymères issus du

pétrole ont été inventés dans les années trente,

notamment le polystyrène, les acryliques, le chlorure

de polyvinyle (PVC). A ces avancées chimiques s’est

ajouté un progrès technologique considérable, en

particulier le perfectionnement de machines indus-

trielles. Ceci a permis la fabrication en série et à

faible coût de nombreux objets. Ce phénomène prit

son essor entre deux guerres, pendant et après la

seconde guerre mondiale, le plastique envahit les

espaces domestiques (Formica, vaisselle en formal-

déhyde, fibres synthétiques, etc.).

Les multiples possibilités qu’offrent ces matières

plastiques leur assurèrent un succès auprès des

industriels, des designers et des particuliers. Ce

succès dure encore aujourd’hui, néanmoins obscurci

par les chocs pétroliers ($%/&, $%/%, 0112) et la

prise de conscience de l’impact de sa production sur

l’environnement et la santé.

����Polymérisation du

chlorure de vinyle,

Henri Victor Regnault

France

���

Vulcanisation du caout-

chouc naturel par le soufre,

Charles Goodyear

Etats-Unis

��!"Parkésine, matière

plastique de synthèse

isuue de la cellulose,

Alexander Parkes

Angleterre

��$%

Celluloïd, issue de

nitrattion de cellulose du

bois), Les frères Hyatt

Etats-Unis

���'Viscose, par dissolu-

tion de l’acétate de

cellulose dans le

chloroforme, Hilaire de

Chardonnet

France

�� "

«Pierre de lait», issue

de la caséine du lait,

Auguste Trillat, France

�� $Galalithe, issue de la

caséine du lait,

Wilhelm Krishe et

Adolf Spitteler

Allemagne, Autriche

� %$

Résine formo-phéno-

lique (Bakélite),

issue de nitrattion de

cellulose du bois),

Léo Baekeland

Belgique

� %$Caoutchouc de synthèse,

obtenus par polymèrisa-

tion, Fritz Hofmann

Allemagne

� %�Cellophane, Jacques

Brandenberger

Suisse

� �

Notion de macro

moélcule, polyméri-

sation de mono-

mères éthylénique,

Hermann Staudiger

Allemagne

� "%Résines époxyde,

Paul Schlack

Allemagne

� ��

Production indus-

trielle du polychlo-

rure de vinyle (PVC)

Allemagne

� �"Polyméthacrylate de

méthyle (plexiglas)

Allemagne

� ��

Polyéthylène basse

densité (PEBD ou LDPE),

Eric Fawcette, Reginald

Gibson, Angleterre

� ��Polyamides (PA),

connu sous le nom

de nylon, Wallace

Hume Carothers

Etats-Unis

� ��Fibre synthétique ultra

performante, et polystyrène

Etats-Unis, Allemange

� �!

Rhodoïd, issu de

l’acétate de cellulose

S. Rhône-Poulenc

France

� �$Polyuréthane ou polycar-

bamate, Otto Bayer

Allemagne

� ��Polytétrafluoroé-

thylène (PTFE,

Téflon)

Roy Plukett

Etats-Unis

� '�

Apogée du Formica

Silicone, JF Hyde, Etats-Unis

Polytéréphtalate d’éthylène

(PET, PETE), John Rex

Whinfield, James Tennant

Dickson, Angleterre

� �%Synthèse des

p r e m i e r s

copolymères

du polystyrène

� ��

Polycarbonate (PC), Botten-

bruch, Krimm, Schnell, Allemagne

Polyéthylène haute densité

-PEHD, densité ",#$) Karl

Ziegler, Allemagne

� �'P o l y p r o p y l è n e

isotactique (PP ou

PPi), Giulio Natta ,

Italie

� ��PEHD par polymérisation

sous basse pression de

l'éthylène, S. Phillips

Petroleum, Etats-Unis

� !�

Commercialisation de

l'Estane, polyuréthane

thermoplastique, BF

Goodrich, Etats-Unis

� !�

« Super-nylon »,

Kevlar, Stephanie

Kwolek et Herbert

Blades , Etats-Unis

� %’

Terpolymère ABS

remplace les résines

« mélamine-formol ».

LES POLYMERES

Les polymères, du grec pollus, plusieurs et meros,

parties, sont du point de vue de leur structure

moléculaire un enchainement d’un même motif

appelé monomère. Les monomères reliés entre

eux par des liaisons de type covalente.

CH

ClC

H

HC

H

H

C

Cl

H

POLYMERISATION

Exemple : monomère du chlorure de Vinyle

Il existe plusieurs types de polymères dont les

structures variées leur confèrent des propriétés

différentes. D’origine naturelle ou de synthèse

(issues du gaz ou du pétrole) les polymères se

distinguent en quatre grandes familles : les

thermoplastiques, thermodurcissables, les élas-

tomères et les élastomères thermoplastiques.

Du pétrole au plastique

Obtention des monomères

La matière première utilisée pour la fabrication

des plastiques de synthèse est extraite dans les

couches profondes de la croûte terrestre. Grace à

des forages, la matière est puisée des gisements,

puis acheminée vers des raffineries pétrolières

par oléoduc et gazoduc.

En raffinerie, le pétrole subit une distillation

atmosphérique. Il est chauffé à %&'°C, les

vapeurs émanantes sont dirigées vers une

colonne de distillation.

Les résultats obtenus par distillation sont satu-

rés, c’est-à-dire que la taille des molécules

obtenues est trop longue, il faut les fractionner par

vapocraquage. Il s’agit d’un processus chimique

de craquage des molécules en fragments plus

courts. Ces opérations complexes s’effectuent à

une température de +''°C, à une pression

atmosphérique de /bar. 01' litres à /''' litres

d’eau sont nécessaires au craquage d’une tonne

d’hydrocarbure. Le mélange obtenu est de

nouveau distillé, cette fois ci à une température

de -/0'°C.

20°C

150°C

200°C

300°C

370°C

400°C

GAZ (PROPANE/BUTANE)

PETROCHIMIE (PLASTIQUE)

ESSENCE

KEROSENE

GAZOLE

FIOULS LOURDS / BITUME

n

Formation des polymères

Les monomères issus du vapo-

craquage sont polymérisés,

c’est-à-dire qu’ils subissent

des réactions chimiques com-

plexes avant d’acquérir leur

structure de polymère. Il existe

deux grands types de réactions :

la polymérisation en chaîne

(polyaddition, pour créer le

polyéthylène, le propylène ou le

polystyrène) et la polymérisation

par étapes (polycondensation,

pour le polyéthylène téréphtalate

par exemple).

LES POLYMERES

CHLORURE DE

SODIUMPETROLE BRUT GAZ NATUREL

Electrolyse

DICHLORE

Réacteur

MONOCHLORURE

DE VINYLE

Polymérisation

Raffinage

NAPHTA

Vapocraquage

ETHYLENE Réacteur

BENZENE

STYRENE

PROPYLENE

POLYETHYLENE POLYSTYRENE POLYPROPYLENEPVC

Polymérisation Polymérisation Polymérisation

DE VINYLE

Les polymères

Les macromolécules obtenues, soit à partir d’un

seul monomère (homopolymère comme le polyé-

thylène ou le polystyrène), soit à partir de

plusieurs monomères (copolymères) sont des

chaînes de monomères. Pour les copolymères, les

monomères peuvent être rangés de manière

alternée, en bloc ou statistique.

LES POLYMERES

Il arrive que les chaînes de polymères forment

entre elles des liaisons covalentes. Il s’agit de

réseau macromoléculaire ou de gel.

De manière générale, les polymères sont les

matériaux souples (avec un module de Young

faible, inférieur à !"GPa), légers (masse

volumique inférieure à !#"" kg/m$), et isolants

électriques et thermiques.

alteernéee, en ue. istiqustatiou sbloc n b

Il ararrivee que e pos deaîneschales e

COPOLYMERE ALTERNE

COPOLYMERE A BLOCS

COPOLYMERE STATISTIQUE

test de déformation

test de chauffage

THERMOPLATIQUE

test de densité

test de Belstein

test du solvant

test du pH

test de combustion

POLYURETHANE

ELASTOMERE

THERMODURCISSABLE

POLYETHYLENE

POLYCHLORURE DE VINYLE

POLYSTYRENE

POLYAMIDE

ACETATE DE CELLULOSE

POLYACRYLIQUE

SILICONE

tirer sur l’échantillon

chauffer l’échantillonau bec Bunsen

plonger l’échantillon dans l’eau

identification dela présence de chlore

solubilité dans l’acétone

mesure du pH des vapeursissues du polymère chauffé

facilité de la combustion

POLYPROPYLENE

matériau souple

matériau dégradé

l’échantillon flotte

flamme verte

soluble

pH < !

pH > "

avec fumées

sans fumées

fumée blanche+ croute de silice

ECHANTILLON

matériau ramolli

l’échantillon coule

non soluble

Classification et reconnaissance des polymères

LES POLYMERES

Les thermoplastiques

Les matières thermoplastiques, ou, par abus de

langage les thermoplastiques ont des struc-

tures moléculaire en chaîne, à la différence des

thermodurcissables, en réseau.

L’enchevêtrement des chaînes assure la cohé-

sion du matériau. Les thermoplastiques ont la

particularité de se ramollir sous l’action de la

chaleur et de se figer de nouveau par refroidis-

sement. Ils sont formables à chaud, et une fois

moulés, ils peuvent être chauffés pour une

nouvelle mise en forme. Ceci les rend potentiel-

lement recyclables.

Forte mobilité des chaînes

Faible mobilité

des chaînes

ductilité

fragilité

Températurem

odul

e d’

youn

g CAOUTCHOUTIQUE FLUIDE

RIGIDE

Tg Tf

limite visco-élastique

température de transition vitreuse point de fusion

MODULE D’YOUNG, ou module d’élasticité est

une grandeur qui lie la contrainte (σ) à la

déformation (ε). Un module d’Young très

élevé est dit rigide.

E = σ/ε (en pascal)

EFTE

PC

PE

PVC

PMMA

PP

PS

PTFE

Ethyl Tetra Fluoro Ethylène

Polycarbonate

Polyéthylène

Chlorure de Polyvinyle

Méthacrylate de polyméthyle

Polypropylène

Polystyrène

Polytétrafluoroéthylène

Sigle Nom du polymère

membrane gonflables, transparentes

Verres organiques

Tuyaux, mousses isolantes, joints,

cables

Menuiseries, isolants éléctriques,

membranes d’étanchéité, tuyaux, toiles

Bardages, parois translucides

Moquettes

Tuyaux, profilés, isolants

Membranes gonflables

Tg (°C) Tf (°C)masse

spécifiqueg/cm#

moduled’Young

Gpa

résistanceen traction

Mpa

Allongementà la rupture

%

-

#$%

-##%

&$-'$

##%-#($

%

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-#%%

-

-

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(.-$+

-

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##%-#$%

#%-#+%%

*%-'%

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#%-.%%

#,+-+,$

-

-

%,+%

-

-

-

-

-

%,+$

Conductivitéthermique

W·m-#·K-#

Procédé de mise en forme

La diversité des polymères se traduit par une diversité de procédés de

mise en forme. Les propriétés différentes des matériaux et la diversité

des résultats escomptés induisent une multitude de méthodes de

mise en œuvre. Commençons par détailler la mise en forme des

thermoplastiques.

L’EXTRUSION | La matière première plastique est introduite dans un

cylindre chauffé et travaillé et poussé par une tige filetée. En bout de

cylindre, le plastique passe par une section profilée qui détermine sa

forme finale. Cette machine permet de former des pièces de grande

longueur à redécouper comme des tuyaux, gouttières, câblages etc.

LES POLYMERES

LE CALADRAGE | Le calandage est un procédé de laminage pour la

production de feuilles ou de plaques. Dans le bâtiment, il sert à fabri-

quer les sols souples ou encore les membranes pour structures

gonflables.

L’ENDUCTION | Le procédé d’enduction consiste à déposer une fine

couche d’une résine polymère sur un support. Il est utilisé notamment

pour la fabrication de textile technique (gans, combinaison), pour

protéger l’acier des bardages, etc.

LE ROTOMOULAGE | Le rotomoulage permet de concevoir des pièces

creuses en une seule pièce. C’est un procédé de moulage dans un

moule creux fermé, par rotation. Ainsi, il est possible d’obtenir des

cuves, des ballons, des réservoirs.

Les méthodes de mise en œuvre des thermodurcissables diffèrent :

stratification, contact et projection, pultrusion sont autant de procédés

que nous ne détaillerons pas dans ce travail de recherche.

L’INJECTION | Le procédé est comparable à celui de l’extrusion, le

plastique est chauffé et poussé dans un cylindre pourvu d’une vis qui

conduit une certaine quantité

de matière dans un moule en

sortie de cylindre. Les pièces

sont ainsi moulées en une

seule opération.

TREMIE >TREMIE >TREMIE >TREMIE > VIS> FILIERE > DECOUPE

TREMIE > VIS> MOULE

, des ballons, des réservoirs. , des ballons, des réservoirs.

CHARGEMENT > ROTATION > REFROIDISSEMENT > DEMOULAGE

HISTOIRE DU RECYCLAGE

A venir : Cette partie retrace l’histoire de la collecte des ordures en France.

Ramassage des ordures / tri / recyclage

année �� : logo du recylage

Avril �� : pour les entreprises : éco emballage

���� : législation européenne

A venirrrr :::: CCette ppaaarrrrttttiiie retra

Raaaammmmaaassageee ddddeeeessss ooorduurreeeesss /

aaaannnnée �� : loooggggoooo ddddu recyyyllllaaaa

Avriiiillll ������ :::: ppppoooouuuurr llleeesss eeennnnttttrrrepr

���� : lllléééégggislattiioooonnnn europé

LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI

La collecte des déchets se fait par différents

moyens : bennes communales, déchèteries,

apport volontaire, collecte traditionnelle. Les

particuliers peuvent participer au tri de ces

déchets afin d’en faciliter le recyclage et dimi-

nuer la part de déchet résiduels. La quantité

de déchet s’élève à ��� kg par an et par

habitant en France (ADEME). La part des

déchets résiduels ne cesse de décroitre,

chaque année, grâce au développement des

systèmes de tri et les campagnes de sensibi-

lisation auprès des usagers.

Les déchets peuvent être séparés grâce à

différents bacs de collectes individuels ou

collectifs : le bac jaune (pour les déchets

papier, carton, plastique « dur »), bac vert

(déchets organiques ou végétaux), le bac

blanc

(pour le verre), et enfin la poubelle classique,

récupérant tout ce qui n’a pu être trié. Certains

déchets comme les pneus, les piles, les

déchets hospitaliers, etc. sont soumis à un

traitement particulier : les filières dédiées.

Les déchets sont acheminés par transports

routier et/ou ferroviaire, soit directement vers

une centrale de traitement, soit en passant par

une installation intermédiaire qui regroupe les

déchets dans un véhicule de plus grande

capacité avant de l’acheminer vers une

centrale de tri.

Le carton-papier

Les déchets sont acheminés vers un centre de

tri afin de séparer l’acier, l’aluminium, le

papier et carton, la brique alimentaire, le plas-

tique opaque et transparent. Les déchets une

fois séparés sont mis en balles puis traités par

des filières spécifiques.

%. Pesée du camion benne �. Réception des

déchets &. Tri automatique. Le courant de

Foucauld permet d’envoyer directement

l’aluminium vers la presse. L’électro aimant

permet de séparer l’acier '. Le tri manuel :

%�% des déchets sont refusés et sont ache-

minés vers un centre de valorisation �. Les

matériaux sont conditionnés en balles

+.Expédition vers une centrale de recyclage

LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI

Les biodéchets

Les biodéchets regroupent les déchets orga-

niques (déchets de cuisine, par exemple) et

les déchets verts (issus du jardin), ils repré-

sentent près de #$% des déchets. Leur

valorisation biologique permet d’une part de

réduire la part résiduelle de déchets, mais

aussi d’éviter des émissions de gaz à effet de

serre dues à leur dégradation naturelle. Leur

valorisation peut se faire par compostage ou

par méthanisation, après qu’ils aient été triés.

Les autres déchets

Schéma du parcours : bac ' / *, tri méca-

nique, etc…

EN CONSTRUCTION

PLASTIQUES (RECYCLES OU NON) ET ARCHITECTURE

Jean Nouvel, Pavillon de la serpentine gallery, Londres, Angleterre

Likearchitects, Bar temporaire, Porto, Portugal

Zaha Hadid, Lilas, Londres, Angleterre

Florian Nagler Architekten, Maison et atelier Lang-Kroll

Christelle Chalumeaux, Extension et réhabilitation d’une maison, Colombes, France

Kengo Kuma & Associates, Parque de Ceramicas Mino, Tajimi, Japon

FAR frohn & rojas - maison wall, Santiago du Chili

DayDreamers, lantern pavillon, Hong-Hong *

Ghigos, Fast Architecture *

Filip Jonker & Michel de Wit, pavillon en plastque, Enschede, Hollande *

Ingrid Vaca Diez, maison, Santa Cruz, Californie *

Peter Lewis, Brique de plastique compréssé *

Pavé Gevalor, Lomé, Togo **

Polli-Brique, paroie alvéolaires, Taipei, Chine **

* recyclage par réusage du plastique

** recyclage par transformation chimique

Jean NouvelPAVILLON DE LA SERPENTINE GALLERYLONDRES, ANGLETERRE

POLYCARBONATE ALVEOLAIRE ROUGE

LikearchitectsBAR TEMPORAIRE PORTO, PORTUGAL

POLYETHYLENE

Zaha HadidLILASLONDRES, ANGLETERRE

PVC ELASTIQUE, PLEXIGLAS

PVC ELASTIQUE

PLEXIGLAS

Florian Nagler Architekten MAISON ET ATELIER LANG-KROLLGLEISSENBERG, ALLEMAGNE

DOUBLE MUR EN POLYCARDONATE TRANSPARENT

Christelle ChalumeauxEXTENSION ET REHABILITATION D’UNE MAISONCOLOMBES, FRANCE

MOUSSE POLYURETHANE

Kengo Kuma & AssociatesMAISON DE THE ORIBE PARQUE DE CERAMICAS MINO, TAJIMI, JAPON

POLYCARBONATE ONDULE

FAR frohn & rojasMAISON WALLSANTIAGO DU CHILI, CHILI

POLYCARBONATE ET TOILE TEXTILE

DayDreamersLANTERN PAVILLON HONG-KONG, CHINE

BOUTEILLES D’EAU RECYCLEES

GhigosFAST ARCHITECTUREMILAN, ITALIE

JERRICANS

Filip Jonker & Michel de WitPAVILLON EN PLASTQUEENSCHEDE, HOLLANDE

BOUTEILLES EN PLASTIQUE COMPRIMEES

Ingrid Vaca DiezMAISONSANTA CRUZ, CALIFORNIE

MUR EN BOUTEILLES PLASTIQUES

Peter LewisBRIQUE DE PLASTIQUEPLASTIQUE «MOUS»

GevalorPAVE

LOME, TOGO

SACS PLASTIQUES

POLLI-BRIQUEPAROIE ALVEOLAIRESTAIPEI, CHINE

THERMOPLASTIQUE RECYCLE

PROBLEMATIQUE

A partir du constat d’un impact environnemental et sanitaire mondial préoccupant et de l’absence de recyclage d’un déchet pourtant abondant, ce travail de

recherche prend le plastique dit mou comme matière première.

Ressource illimitée, le sac plastique de polyéthylène (PEBD et PEHD) est produit chaque jour dans le monde entier. Il est techniquement possible de le différentier

des autres déchets résiduels par tri mécanique (selon la centrale de tri du VALTOM, avril ����). L’entreprise Michelin commence par ailleurs à s’intéresser à

ce déchet, potentiellement valorisable pour son industrie. Depuis quelques années certaines centrales de tri ont expérimenté un tri mécanique du polyéthylène.

COMMENT VALORISER EN ARCHITECTURE UNE MATIERE PLASTIQUE ABONDANTE ET NON-RECYCLEE ?

DECHET ABONDANT

nuisances sanitaires

et environnementales

DECHET COLLECTABLE

potentiellement, par

tri mécanique

DECHET : POTENTIEL

léger, recyclable chimi-

quement, propriétés

thermoplastiques

POLYETHYLENE //

UNE RESSOURCE

REUSAGE

RECYLAGE

réutilisation du déchet comme

matière première à de nouvelles

transformations chimiques

Ce type de transformation réduit les

propriétés du matériaux. De plus, il est

nécessaire de réintroduire dans la filière de

recyclage du polyéthylène de synthèse neuf

afin de réduire la perte des propriétés,

sollicitant l’industrie pétrolière et deman-

dant la production de nouvelle matière.

STRUCTUREL

ISOLANT

Les plastiques «mous» ne

possedent pas de réelles

qualités structurelles

? ASSEMBLAGE

trois méthodes à tester :

> thermocollage des sacs

> empillement par couche

> remplissage aléatoire de

la paroie

? MISE EN OEUVRE

> recherche d’une forme

standardisée

> assurer le maintien

verticale d’une paroie

DIAGNOSTIQUE DU MATERIAUX

Analyse de la matière

RENCONTRE AVEC SANDRINE MARCEAU EN JUILLET

PROTOCOLE EXPERIMENTAL

Il s’agit de créer un panneau d’une épaisseur

variable composée de sacs plastiques issus de la

consommation ou de l’industrie.

Première étape : la collecte

La matière est collectée et stockée pendant

l’année scolaire. Elle provient essentiellement de

la consommation domestique et de déchets de

chantier (solar decathlon).

Deuxième étape : le lavage et le séchage

La matière ayant déjà eu un usage doit être lessi-

vée pour être séparée d’éventuelle reliquat

alimentaire ou gravas de chantier. La matière doit

être sèche avant d’être expérimentée.

L’assemblage

Le but est de trouver une méthode d’assemblage

du panneau satisfaisante au regard des qualités

thermiques requises pour être un isolant et

permettre à celui-ci un maintien en position verti-

cale. Plusieurs panneaux de chaque assemblage

seront réalisés pour permettre une série de

mesures au laboratoire des ponts et chaussées

(notamment la mesure du lambda).

LE SAC PLASTIQUE AU SERVICE DE L’ARCHITECTURE ?

EXPERIENCES

Echantillon !

Les premiers échantillons ont été assemblés par

thermocollage. Les résultats ne paraissent pas

satisfaisants. Les moyens déployés pour le

thermocollage n’étaient pas suffisamment perfor-

mants et l’échantillon obtenu semble dépourvu

d’une quantité d’air suffisante. (images ci-contre)

Echantillon "

Les sacs plastiques sont assemblés par emplile-

ment aléatoire dans un cadre. Ils sont maintenus

de mar et d’autre par un pare-vapeur.

Echantillon #

Les sacs plastiques assemblés par empilement

organisé en couche successives. Les couches

sont maintenues entre deux couches de pare-va-

peur.

Echantillon � : thermocollage

PROTOCOLE EXPERIMENTAL

principe des échantillons

échantillons �

échantillons �

matière plastiquepare-vapeur

EXPERIENCES

Expérience � : Mersure de la conductivité ther-

mique λ

Afin de verifier si les échantillons crées peuvent être isolants,

j’ai voulu mesurer leur conductivité thermique. Cette mesure

se fait grace à une sonde, au laboratoire des Ponts et

Chaussées.

La sonde est placée entre deux échantillons du même maté-

riau. Dans un premier temps, on procède à une stabillisation

de la température de l’échantillon.

courbe obtenue pour l’échantillon � : λ = !,!" W

courbe obtenue pour l’échantillon # : λ = !,!$ W

stabillisation de la température dans l’échantillon �

y = �,����x + ��,!"�R² = �,"���

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temps (s)

courbe obtenue pour l’échantillon � : λ = !,!" W

courbe obtenue pour l’échantillon # : λ = !,!$ W

EXPERIENCES A VENIR

Compostion d’une paroie test

CONCLUSION D’EXPERIENCE

CONCLUSION

CONCLUSION ANNEXES

Compte rendu de la visite de la déchetterie / centre de tri

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