CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO MENTION SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master Titre Ingénieur en Science et Ingénierie des Matériaux Présenté par : Monsieur TAFITASON Mahefanjaka Sandrio Soutenu le :08 juin 2017 Sous l’encadrement de : Monsieur ANDRIAMANAMPISOA Tsiry Angelos et Monsieur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely Promotion 2015 CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES FILMS PLASTIQUES DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION DE PAVE EN PLASTIQUE

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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO MENTION SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master

Titre Ingénieur en Science et Ingénierie des Matériaux

Présenté par : Monsieur TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Soutenu le :08 juin 2017

Sous l’encadrement de : Monsieur ANDRIAMANAMPISOA Tsiry Angelos

et

Monsieur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely

Promotion 2015

CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES

DECHETS EMBALLAGES FILMS PLASTIQUES

DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION

DE PAVE EN PLASTIQUE

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Présenté par : MonsieurTAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Soutenu le : 08 juin 2017

Membres du Jury :

Présidente : Madame Zolimboahangy RAKOTOMALALA, Maître de

Conférences

Encadreurs :

Monsieur TsiryAngelos ANDRIAMANAMPISOA, Chercheur

Enseignant

Monsieur Gabriely RANAIVONIARIVO, Professeur Titulaire

Examinateurs :

Monsieur Hery Mikaela RATSIMBAZAFY, Maître de Conférences

Monsieur Charles RAZAFINJATOVO, Maître-assistant

Promotion 2015

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO MENTION SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master

Titre Ingénieur en Science et Ingénierie des Matériaux

CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES

DECHETS EMBALLAGES FILMS PLASTIQUES

DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION

DE PAVE EN PLASTIQUE

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REMERCIEMENTS

Avant tout, je rends grâce au Seigneur pour son Amour et sa bienveillance tout au long

de mes études, ceux qui ont conduit à l’achèvement de cet ouvrage.

Aussi, je tiens à exprimer mes sincères remerciements aux :

Professeur Titulaire Yvon ANDRIANAHARISON, Directeur de l’Ecole

Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), de m’avoir autorisé à

présenter les résultats de mes études et à l’ancien Directeur de l’Ecole, monsieur

le Professeur Philippe Antoine ANDRIANARY, qui m’a accueilli au sein de

l’ESPA ;

Docteur Frédéric RANDRIANARIVELO, Chef de la mention Science et

Ingénierie des Matériaux (SIM).

Docteur Zolimboahangy RAKOTOMALALA, Maître de Conférences à l’ESPA,

présidente du jury du présent mémoire.

Je tiens à exprimer aussi ma profonde gratitude au Professeur Gabriely

RANAIVONIARIVOProfesseur Titulaire à l’ESPA et au DocteurTsiry

AngelosANDRIAMANAMPISOA,Directeur Technique de la Société JB Amboditsiry,

Chercheur Enseignant à l’ESPA qui ont acceptés de diriger ce mémoire, pour ses

accueils, ses disponibilités et les conseils qu’ils m’ont donnés pour la réalisation de ce

mémoire. J’estime avoir eu le meilleur encadrement pédagogique qu’un élève aurait pu

espérer.

Mes remerciements vont aussi aux examinateurs, membres du jury pour leurs sincères

apports dans l’amélioration de ce manuscrit. Vos critiques et vos remarques ont été

précieux. :

Docteur Hery Mikaela RATSIMBAZAFY, Maître de Conférences à l’ESPA.

Monsieur Charles RAZAFINJATOVO, Maître-assistant à l’ESPA.

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ii

Tout le personnel d’encadrement et d’administration de l’Ecole, et surtout ceux de la

Mention SIM, qui nous ont instruites durant les cinq années d’études à l’ESPA.

Mes pensées vont également à, à ma famille, mes proches, en particulier à mes deux

mères, et à mon frère,pour l’amour, la sagesse, les soutiens, et les encouragements

qu’ils m’ont apportés durant tout mon parcours.

Un grand merci à tous mes amis, surtout ceux de la promotion 2015 de la mention

Science et Ingénierie des Matériaux, pour leurs encouragements et en souvenir des

tendres et dures années passées ensemble.

Qu’ils trouvent tous ici les respectueux témoignages de ma profonde gratitude.

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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS

SOMMAIRE

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES FIGURES

LISTE DES ANNEXES

LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS

INTRODUCTION

PARTIE I : ETUDES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES

CHAPITRE I : LES POLYMERES

CHAPITRE II : LES MATIERES PLASTIQUES

CHAPITRE III : LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES

CHAPITRE IV : LES PAVES EN PLASTIQUES

PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES

CHAPITRE V : LES DECHETS D’EMBALLAGES DE L’USINE JB

CHAPITRE VI : MATERIAUX ET METHODES

CHAPITRE VII : RESULTATS – DISCUSSION - ANALYSE

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iv

PARTIE III : EVALUATION ECONOMIQUE DU COUT DU PROJET ET

REGARD SUR LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT

CHAPITRE VIII : EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET

CHAPITRE IX : REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT

CONCLUSION

BIBLIIOGRAPHIE

WEBOGRAPHIE

ANNEXE

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Propriétés des charges des matières plastiques ........................................ 16

Tableau 2 : Propriété et quelques applications des emballages plastiques. .................. 23

Tableau 3 : PCI des emballages plastiques courant, du pétrole et du charbon ............. 26

Tableau 4 : Compatibilité et l’incompatibilité de l’association des matériaux plastique .. 29

Tableau 5 : Emballages films plastiques de la société JB ............................................. 39

Tableau 6 : Masse d’emballages consommés par la société......................................... 40

Tableau 7 : Répartition des déchets emballages au sein de JB .................................... 40

Tableau 8 : Propriétés mécaniques et thermiques des plastiques utilisés ..................... 42

Tableau 9 : Ouverture des tamis utilisé pour l’analyse granulométrique du sable S

suivant l'ordre décroissante et le Module AFNOR correspondant ................................. 44

Tableau 10 : Composition chimique du verre ................................................................ 47

Tableau 11 : Données spécifiques à chaque essai ....................................................... 53

Tableau 12 : Résultats de l’analyse granulométrique du sable 0/5 ................................ 56

Tableau 13 : Récapitulation de l’analyse granulométrique du sable utilisé pour le calcul

du module de finesse .................................................................................................... 57

Tableau 14 : Temps de fabrication des différents essais ............................................... 57

Tableau 15 : Résultats de l’essai de compression ......................................................... 58

Tableau 16 : Coût direct de production .......................................................................... 63

Tableau 17 : Coût total production de chaque essai ...................................................... 63

Tableau 18 : Matériels nécessaires ............................................................................... 64

Tableau 19 : Investissement .......................................................................................... 64

Tableau 20 : recette annuelle estimée ........................................................................... 65

Tableau 21 : Rentabilité des projets .............................................................................. 66

Tableau 22 : Composition des fumées issues du chauffage de plastique ..................... 70

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LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Classification des matières plastiques ........................................................... 13

Figure 2 : Procédée de régénération des matières plastiques ....................................... 27

Figure 3 : Procédé de recyclage en produits finis .......................................................... 28

Figure 4 : Phase de fabrication de pavé en plastique .................................................... 31

Figure 5 : Linteau pour maison en terre ......................................................................... 33

Figure 6 : Dalle armée de caniveau ............................................................................... 33

Figure 7 : Possibilité en dalle de latrines ....................................................................... 33

Figure 8 : Procédé de fabrication de biscuits ................................................................. 35

Figure 9 : Répartition des déchets emballages au sein de JB ....................................... 41

Figure 10 : Exemple de tamis ........................................................................................ 43

Figure 11 : Pesage de l'échantillon ................................................................................ 44

Figure 12 : Pesage des quelques refus ......................................................................... 45

Figure 13 : Copeaux de bois .......................................................................................... 48

Figure 14 : Moule type 1 ................................................................................................ 48

Figure 15 : Moule type 2 ................................................................................................ 48

Figure 16 : Pavé fabriqué sans ajout de PET ................................................................ 49

Figure 17 : Déchets de bouteilles en PET ..................................................................... 49

Figure 18 : Déchets de films d’emballage plastique ...................................................... 49

Figure 19 : Sable de rivière utilisé ................................................................................. 50

Figure 20 : Verre concassé ............................................................................................ 50

Figure 21 : Chauffage de la cuve de cuisson ................................................................. 50

Figure 22 : Chauffage des plastiques ............................................................................ 51

Figure 23 : Ajout de verre .............................................................................................. 51

Figure 24 : Fin de la cuisson .......................................................................................... 51

Figure 25 : Mise en moule ............................................................................................. 52

Figure 26 : Refroidissement des produits ...................................................................... 52

Figure 27 : Moule à pavé ............................................................................................... 54

Figure 28 : Appareil utilisé pour les essais de flexion et de compression ...................... 54

Figure 29 : Section du type de pavé testé ..................................................................... 55

Figure 30 : Courbe granulométrique du sable S 0/5 ...................................................... 56

Figure 31 : Variation du temps de travail en fonction des essais ................................... 58

Figure 32 : Processus de valorisation des déchets films ............................................... 61

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LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : PRESENTATION JB………………………………………………………....b

ANNEXE 2 : SOURCES DES DECHETS FILMS DE JB…………………………………c

ANNEXE 3 : COMPACTEUR DE DECHETS FILMS DE JB……………………………d

ANNEXE 4 : LISTE DES CODES DES PLASTIQUES…………………………………...g

ANNEXE 5 : DETAILS DE CALCUL DU BILAN ECONOMIQUE.………….…………i

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LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS

HAPC : Hydrocarbure Aromatique Polyclyniques Chloré

CTG : Centre Téchnique de Garoua

MdF : Module de Finesse

PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur

OPP : Oriented Polypropylène ou Polypropylène Orienté

F : Force de pression maximale supportée par le matériau

S : Section de l’échantillon de pavé

Rc : Résistance à la compression exprimée

Ar : Ariary

Rn : Revenue

I : Investissement

VAN : Valeur Actuel Nette

TRI : Taux de rentabilité Interne

CO2 : Gaz carbonique

GPL:Gaz de Pétrole Liquéfié

FRP : Fiber Reinforced Plastics

KRP: Kevlar Reinforced Plastics

GRP: Glass Reinforced Plastics

CFRP : Carbon Fiber Reinforced Plastics

JB : Jean Barday

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1 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

INTRODUCTION

Actuellement, les matières plastiques envahissent notre vie quotidienne, car on les

trouve partout autour de nous. Compte tenu de leur coût et de leurs propriétés par

rapport à ceux des métaux et des alliages, leur utilisation devient très intéressante

surtout dans le domaine de l’industrie agroalimentaire.

En particulier, depuis 1970, l’usage répandu des plastiques dans les emballages ne

cesse d’augmenter. Ainsi, les plastiques sont devenus de plus en plus le matériau de

choix pour toute gamme d’emballages, non seulement pour les produits artisanaux mais

aussi pour les produits industriels.

En effet, étant une grande société de production très reconnue en agroalimentaire à

Madagascar, l’industrie JB met sur le marché plusieurs produits chaque année et

éventuellement des emballages se retrouvent beaucoup plus dans les rues que dans les

poubelles. A part cela, les incidents tout au long de la production dans l’usine génèrent

des déchets d’emballages.

De ce fait, au cours de ces dernières années, un accroissement remarquable des

déchets emballages a été rejeté par la société.

D’une part du point de vue économique, le coût élevé pour le ramassage de ces déchets

fait augmenter les charges de la société. D’autre part, ces déchets emballages, qui sont

en majorité des matières plastiques sous forme de films, engendrent des problèmes sur

notre environnement. Ceci nous a donné l’idée de ce présent mémoire qui s’intitule :

« CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES FILMS

PLASTIQUES DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION DE PAVE EN

PLASTIQUE » qui consiste à élaborer et mettre en place un procédé de valorisation de

ces déchets au sein de l’usine.

Pour cela, nous allons d’abord faire une étude bibliographique concernant les polymères,

les matières plastique et les emballages alimentaires. Ensuite, la deuxième partie de

notre travail sera consacrée sur l’étude expérimentale. Enfin, dans la dernière partie

nous évoquons l’évaluation économique et l’approche environnementale du projet

envisagé.

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2 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

PARTIE. I ETUDES ET RAPPELS

BIBLIOGRAPHIQUES

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3 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. I LES POLYMERES

I.1 HISTORIQUE

Au sens large, ce sont des matériaux organiques constitués par des macros molécules

résultant de la transformation des substances naturelles, ou de la synthèse directe des

composés extrait du pétrole, du gaz naturel du charbon ou d’autres matières minérales.

Les premières matières plastiques (celluloïd et bakélite) apparurent pendant le dernier

tiers du XIXe siècle. Des centaines de chercheurs et bricoleurs sont à l’origine de leur

essor, les premiers plastiques artificiels, résultent de la transformation chimique de

polymère naturels tels que le caoutchouc, la caséine. La première matière plastique

industrielle est un polymère synthétique à base de phénol appelé la Bakélite

Dès le début du XXe siècle, on distinguait les molécules organiques en deux catégories :

Les cristalloïdes

Les colloïdes

Les cristalloïdes sont des composés organiques cristallisables ayant une température de

fusion et de masse molaire définie. Mais par contre, les colloïdes sont des molécules

visqueuses, qui ne se cristallisent pas et ayant une température de fusion mal définie.

Depuis ce temps, l’évolution de la découverte de nouvelles matières plastiques s’est

accéléré comme :

En 1835, Henri Vicor Regnault découvrit par accident la réaction de polymérisation du

chlorure de vinyle.

En1862, l’anglais Alexander Parkes présenta la Parkesine (issue de la cellulose), l’un

des plus anciens polymères artificiels, lors de l’Exposition Universelle de Londres. Cette

découverte fut à la base de l’industrie plastique moderne.

En1933, les ingénieurs anglais Eric Fawcett et Reginald Gibson de la firme ICI obtient le

polyéthylène basse densité (PEBD) (LDPE pour les Anglo-saxons) (densité d = 0,92) par

polymérisation radicalaire, en opérant sous très haute pression à environ 200 °C.

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4 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Notons que le polyéthylène (PE) est le seul polymère qui puisse être obtenue par voie

radicalaire.

En 1941, le polyéthylène téraphtalate (PET) futdecouverte par J.R Whinfield et

J.Dickson.

Dans le début des années 1950, Carothers et Flory montrent l’existence des édifices

covalents de masse molaire supérieure à 100 00 qui est le fondement de la théorie des

polymères. Dès cette époque, on a établi la notion de polymère.

I.2 DEFINITION

I.2.1 Polymère

Etymologiquement, le polymère est un mot qui vient du grec « pollus » plusieurs, et «

meros » partie, les polymères ou macromolécules sont des substances organiques ou

inorganiques, liquide ou solide à température ambiante, constituée d’enchainements en

motifs répétés de monomère de même nature chimique et reliées par des liaisons

covalentes. La macromolécule est une géante qui peut atteindre des masses molaires

très élevée (plus de 10 millions g.mol-1).

Un polymère peut être d’origine naturelle ou obtenue par modification chimique d’un

polymère naturel, ou bien entièrement synthétisé par voie chimique ou enzymatique par

une réaction de polymérisation.

I.2.2 Monomère

Le monomère (du Grec monos : un seule, et meros : partie), est une molécule de base

pouvant être par exemple non saturée ou cyclique ou encore comportant des fonctions

réactives à ses extrémités, qui réagit par des réactions dites : de polymérisation pour

conduire à un polymère.

I.2.3 Degré de polymérisation

Le nombre de motifs monomère est appelé degré de polymérisation.

Il est noté : DP,X ou n.

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5 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Par exemple, plusieurs molécules de propylène dans la création de polymère permettant

d’obtenir le polypropylène selon la réaction :

Soit M la masse molaire d’un polymère et M0 la masse molaire du monomère. Le degré

de polymérisation est alors :

n =𝑀

𝑀0

Lorsque le degré de polymérisation est peu dispersé autour d’une valeur moyenne, le

polymère est dit homogène ; dans le cas contraire le polymère est dit hétérogène. La

formation de la macromolécule se fait entre le site actif du monomère ou tout simplement

par élimination d’une molécule simple comme l’eau.

I.3 CLASSIFICATION DES POLYMERES

Plusieurs types de classification peuvent être attribués aux polymères.

I.3.1 Selon leur déformation,

Il existe deux types de matière plastiques :

Les plastomères :

Ce sont des plastiques ou des polymères susceptibles d’acquérir une transformation

permanant sous l’action d’une contrainte comme le PVC, PS,…..

Les élastomères :

Ce sont des polymères capables d’être étirés au moins aux doubles de sa longueur

initiale et reprend rapidement sa forme initiale après déformation comme le caoutchouc

naturel ou synthétique.

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6 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

I.3.2 Selon leur plasticité

On peut distinguer :

Les thermoplastes :

Ce sont des polymères qui se ramollissent ou passent à l’état de fusion quand on chauffe

au-dessus de sa température de ramollissement et devient solide lorsque la température

baisse en dessous de cette température comme le polypropylène, le polyéthylène,….

Les homopolymères branchés

Les homopolymères en étoiles

Les copolymères

Les copolymères sont des polymères dont la polymérisation s’effectue sur des plusieurs

monomères différents.

Cela conduit à une très grande variété de structures dont on distingue principalement :

Le copolymère alterné : copolymère constitués de macromolécules comportant deux

sortes d’unités monomère distribuées en alternance, équivaut à un enchainement

homopolymère –(AB)-

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7 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A

Le copolymère à blocs ou séquence : comporte des séquences plus ou moins longues

de A et de B

A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B

I.3.3 Selon leurs propriétés

Selon les propriétés physiques et mécaniques, on distingue 3 grandes familles de

polymères: les thermoplastiques, les thermodurcissables, les élastomères

I.3.3.1 Les thermoplastiques

Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications

sont désignés sous le terme thermoplastiques.

Sous l’effet de la chaleur, les chaînes de ces polymères glissent les unes par rapport aux

autres. Le polymère se ramollit, peut se déformer et être mis en forme. Après

refroidissement, la forme donnée est figée. Cette opération peut être répétée : à nouveau

chauffé, le polymère redevient malléable et peut être remis en forme. Exclusivement

possédée par les polymères thermoplastiques, cette caractéristique permet la

recyclabilité de ces matières.

Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

le polycarbonate : PC (verre organique)

les polyamides: PA (Nylon)

les styréniques: PS, PSE

les polyoléfines: PE, PP

les vinyliques: PVC

I.3.3.2 Les thermodurcissables

Les polymères réticulés (contenant des noeuds entre les chaînes macromoléculaires) ou

en réseau constituent les thermodurcissables.

A l’inverse des thermoplastiques, la mobilité thermique est réduite. Plus la temperature

est élevée, plus les chaînes tridimensionnelles se figent ; les liaisons ou noeuds se

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8 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

renforcent. L’opération est irréversible. Le polymère se rigidifie dès la première

transformation jusqu'à se dégrader si la température continue d’augmenter.

Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

les phénoplastes (Bakélite®)

les polyépoxydes (Araldite®)

les polyurethanes: PU

les silicones

I.3.3.3 Les élastomères

Les élastomères sont caractérisés par leur grande déformabilité (6 à 8 fois leur longueur

initiale).

Ils sont obtenus à partir de polymères linéaires caractérisés par des liaisons

extrêmement faibles. Ces polymères sont donc des liquides très visqueux. Pour être

utilisés comme caoutchouc, des liaisons pontales (noeuds de réticulation) doivent être

introduites entre les chaînes, conférant ainsi aux matériaux une structure

tridimensionnelle qui assure la réversibilité de la déformation mécanique. Les noeuds de

réticulation sont introduits par une réaction chimique appelée vulcanisation après la mise

en forme du matériau.

Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

le polyisoprène : NR (caoutchouc naturel)

le polyisoprène de synthèse : IR

le polychloroprène (Néoprène)

les polysiloxanes (silicones)

I.4 LES POLYMERES SYNTHETIQUES USUELS

I.4.1 Les polyéthylènes(PE)

Le PE est obtenu à partir de la polymérisation de l’éthylène. Il représente à lui seul

environs un tiers de la production totale des matières synthétiques et constitue la moitié

des emballages plastiques.

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9 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Le monomère est représenté par la formule chimique suivant :

I.4.2 Le polypropylène (PP)

Le PP est obtenu à partir de la polymérisation du propylène. C’est aussi une matière très

polyvalente qui sert à la fois comme thermoplastique et comme fibre.

I.4.3 Les polystyrènes (PS)

Le polystyrène est un polymère issu de la polymérisation du styrène. C’est une matière

dure, cassante et transparente qu’on utilise pour fabriquer du mobilier, des grilles de

ventilation, des jouets des verres plastiques….

De formules chimiques :

I.4.4 Les polyéthylènes théraphtalate (PET)

C’est un polymère obtenu par la polycondensation de deux composants : l'acide

téréphtalique et l’éthylène glycol. Les chaînes vont s’arranger et former des chaînes

résistantes. Le PET est surtout employé pour la fabrication de fils textiles, de bouteilles...

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10 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

I.4.5 Le polychlorure de vinyle(PVC)

Obtenue par la polymérisation des monomères de chlorure de vinyle .Il peut être soit

rigide soit souple selon les ingrédients qu’on lui incorpore, le PVC rigide ayant un aspect

lisse et dur est utilisé pour les tuyaux de canalisation. Le PVC souple est utilisé pour la

mise en œuvre de certaines pièces comme les manches de pinces.

I.4.6 Le polyuréthane(PU)

Les polyuréthanes sont les polymères les plus utilisée pour faire la mousse. Ils sont

formés par l’association d’un isocyanate (composé organique dont l’un des carbones est

lié à plusieurs groupements hydroxyle -OH)

I.4.7 Les polyesters(PEST)

Les polyesters insaturés sont obtenus par réaction de condensation entre des acides et

des glycols (éthylène glycol, propylène glycol) le polyester sert surtout à fabriquer des

fibres textiles artificielles, les tissus produits sont brevetés sous les non de Dacron, de

Tergal ou de Térylène.

I.4.8 Les phénoplastes (PF)

Dans ce groupe, une des plus anciennes matières plastiques connue est la « bakélite ».

Les phénoplastes sont utilisés sous forme de poudres à mouler pour fabriquer du

matériel électrique (pour le bâtiment, l'électroménager), de résines pour obtenir des

stratifiés, de liants ou adhésifs (pour la fabrication de bois agglomérés ou de matériaux

composites renforcés fibres de verre, par exemple), en tant que peintures,...

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11 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

I.4.9 La cellulose

C’est un polymère naturel qui est le constituant essentiel des cellules de végétaux

I.4.10 Les polyamides (PA)

Le polyamide est un polymère obtenu à partir de la polycondensation d’un diacide et

d’une diamine. Tous les polyamides sont des thermoplastiques ayant une structure

linéaire. Ils sont généralement utilisés en filière textile, connu sous le nom de nylon.

I.4.11 Les polyépoxydes (PEP)

Les corps dont le nom débute par le préfixe époxy contiennent dans leurs formules un

groupement éther-oxyde.

Les résines époxydes sont des substances liquides ou solides, obtenues par

polycondensation de monomères époxyde avec un agent de réticulation (appelé parfois

durcisseur) qui peut être un anhydride d’acide, un phénol, ou le plus souvent une amine,

et qui contiennent un ou plusieurs groupes époxy par molécule.

L’exemple le plus simple est l’époxyéthane.

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12 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. II LES MATIERES PLASTIQUES

II.1 GENERALITES SUR LES MATIERES PLASTIQUES

II.1.1 Historique

L'invention de la première matière plastique a un peu plus d’un siècle ; elle est

née d'un concours qui avait pour objet le remplacement de l'ivoire des boules de billard.

C'était en 1869 que J. W. HYATI', imprimeur new-yorkais, déposa un brevet pour

l'invention du "Celluloïd" (nitrate de cellulose), première matière plastique "artificielle",

issue de produits végétaux.

La première matière plastique "synthétique", issue de produits minéraux, la "Bakélite"

(phénoplaste), ne fut inventée qu'une quarantaine d'années plus tard par le Belge

Bakeland en 1909 ; il créa sa marque pour l'exploitation commerciale de son invention.

En fait, on peut dire que ces nouveaux matériaux ont végété une soixantaine

d'années, jusqu'à ce que les bases scientifiques en physique et chimie aient

suffisamment évolué pour permettre l'exploration sérieuse de toutes les voies possibles

de la polymérisation. C'était en 1927 qu'apparaît le polyméthacrylate de méthyle, inventé

par l’Allemand Wulff, commercialisé sous le nom de "Plexiglas". A partir de ce moment,

de nouvelles matières plastiques apparaissent à un rythme rapide ; elles profitent à tous

les domaines technologiques, prennent une place importante dans la vie quotidienne. La

production en volume des plastiques dépasse actuellement en France la production de

tous les métaux confondus. Les plastiques ont longtemps été considérés et utilisés

comme de vulgaires produits de remplacement à bon marché de matériaux "nobles" :

faux ivoire, fausse écaille, faux cuir, ... il n'y a pourtant pas de mauvais matériau ; mais il

peut y avoir de mauvaises utilisations par manque d'imagination.

Aujourd'hui le développement de techniques spécifiques, l'exploitation intelligente

des multiples qualités des matières plastiques ont donné leurs "lettres de noblesse » à

ces matériaux devenus irremplaçables. Un bon exemple est donné par la maroquinerie

qui utilise de moins en moins les plastiques comme imitation du cuir, mais crée des

modèles qui affichent leur matériau avec goût en exploitant au maximum les possibilités

nouvelles de formes, de décor et de montage. La multiplication des matières plastiques

adaptées à chaque utilisation a été accompagnée par la multiplication des procédés de

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

13 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

transformation et de mise en œuvre. Le vingt et unième siècle sera le siècle des

matériaux de synthèse.

II.1.2 Origine

99% des plastiques utilisés actuellement dans le monde sont fabriqués à partir de

pétrole. Plus exactement à partir du naphta, appelé aussi essence lourde, obtenue lors

du raffinage du pétrole et de sa séparation par distillation fractionnée en différents

produits, des plus légers (GPL), aux plus lourds (les bitumes). Cette essence lourde subit

un traitement par la chaleur, le vapocraquage, qui en présence de vapeur d’eau casse

les hydrocarbures lourds du naphta qui deviennent des molécules plus légères ne

contenant que quelques atomes de carbone. Ces molécules légères utilisées pour la

fabrication des plastiques sont principalement des alcènes (oléfines) et

deshydrocarbures aromatiques (cycliques) insaturés.

II.1.3 Classification

Figure 1 : Classification des matières plastiques

Matières plastiques

Plastiques naturelles

soies, gommes,

laques

caoutchouc

colophanes

Plastiques semi-synthétiques

thermodurcissable,

thermoplaste

Plastiques

renforcés

FRP KRP

GRP CRFP

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

14 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

II.1.4 Les molécules de base

A part les plastiques naturelles, on distingue aussi les plastiques de polymérisation et

les plastiques de polycondensation.

II.1.4.1 Constitution des plastiques de polymérisation

La plupart des plastiques de polymérisation dérive des composés vinyliques de

formule générale : CH2 = CH-X avec X : radical variable

Exemple : si le radical est du chlore, on obtient du chlorure de vinyle.

Le degré de polymérisation désigne le nombre de motifs monomères présents

dans une molécule, pouvant atteindre 1600 à 2000. La température, la pression, la

nature et la quantité du catalyseur ont une influence sur le degré de polymérisation. Les

réactions de polymérisation sont des réactions en chaîne dans laquelle on distingue trois

phases :

• Phase d’activation : apparition des molécules sous l’action d’un catalyseur ou à la

lumière. C’est une phase lente par rapport aux autres phases.

• Phase de propagation : c’est la formation des macromolécules par addition successive

des molécules monomères.

• Phase d’interruption : on interrompt la réaction à l’aide de la désactivation par

dédoublement ou de la désactivation par transfert d’un atome d’hydrogène d’une

molécule à l’autre.

II.1.4.2 Constitution des plastiques de polycondensation

La condensation est l’union de deux molécules avec élimination de l’eau. Ainsi, on a la

relation suivante :

Acide + Alcool → Ester + eau

Il y a deux manières de condenser les molécules : la polycondensation à partir d’un seul

corps aboutissant à des composés monodimensionnels et à des polycondensations à

partir de deux corps donnant naissance à des corps bidimensionnels. Les

macromolécules tridimensionnelles sont obtenues si l’une des molécules comporte trois

groupements fonctionnels.

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15 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

II.1.5 PROPRIETES DES MATIERES PLASTIQUES

Les propriétés des matières plastiques dépendent de la nature chimique du motif,

du degré de polymérisation ou de polycondensation et aussi de l’adjuvant.

Propriétés physiques

Masse volumique : elle varie, en générale, de 1 à 1.7 kg/cm3 mais augmente

progressivement suivant le degré de polymérisation ou de condensation ;

Couleur : suivant la quantité de l‘adjuvant ajoutée à la matière ;

Propriétés électriques : bons isolants électriques avec des propriétés statiques

dépendant des solutions antistatiques éventuelles ;

Propriétés thermiques : bons isolants thermiques en général ;

Solubilité : selon leur nature, la matière plastique peut être soluble dans certains

solvants. Cette solubilité décroit quand le degré de polymérisation ou de

polycondensation augmente ;

Propriétés mécaniques : principalement la résistance à la traction, à la

compression, et à la flexion, l’allongement à la rupture. On peut ajouter à la liste la

plasticité et l’élasticité.

Propriétés chimiques : ces propriétés chimiques sont très variables par rapport

aux différents produits chimiques.

II.2 PRODUCTION DES MATIERES PLASTIQUES

II.2.1 Matières premières

On peut citer les matières premières suivantes :

II.2.1.1 Les poudres à mouler

On additionne aux résines premières des produits divers destinés à améliorer la quantité

des matières plastiques :

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16 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Les charges : le choix de la charge dépend de la propriété recherchée.

Tableau 1: Propriétés des charges des matières plastiques

Propriétés recherchés Charges utilisées

Mécaniques Farine de bois, déchets textiles

Résistance au choc Déchets textiles

Résistance à la chaleur Poudre d’ardoise, mica, silice

Dureté Silice, poudre de coquille ou de noyau

Résistance électrique élevée Poudre d’ardoise, mica

Les plastifiants : permettent d’accroître la plasticité, la souplesse, et la

résistance au choc ;

Les colorants : améliorent la couleur des résines tout en conservant les

transparences nécessaires ;

Les catalyseurs : peuvent être initiateurs ou inhibiteurs d’une réaction de

polymérisation ou de polycondensation. Ce sont des métaux, des sels

métalliques, des oxydes et les rayons ;

Les stabilisateurs, au cours de la mise en œuvre des matières plastiques,

empêchent les altérations surtout du PVC ;

Les lubrifiants : sont utilisés pour faciliter le démoulage. En général, ce sont des

corps gras comme le stéarate de zinc.

II.2.1.2 Les stratifiées

Les stratifiées sont fabriquées à partir des résines et des matériaux en feuille de papier

ou du tissu. Elles sont utilisées en électrotechnique, en électronique, dans la mécanique

et la construction navale et dans la production des céramiques.

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17 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

II.2.1.3 Les plastiques armés

Ce sont des plastiques comportant une armature résistante dans la matrice résineuse. Ils

sont souvent utilisés dans les industries du bâtiment, dans la fabrication de tôles planes

ou ondulées.

II.2.1.4 Les résines liquides

Moulées sans pression, ils se durcissent sous l’action des catalyseurs et/ou de la

chaleur. On utilise souvent les plexiglas et du polymétacrylate de méthyle.

II.2.2 LES DEMI-PRODUITS

Ce sont des produits intermédiaires entre les matières plastiques et les produits finis. Ils

doivent être usinés pour donner des objets finis. On a deux sortes de demi-produits

II.2.2.1 Les extrusions:

Ce sont des produits longs par rapport à leur section droite. Ils sont fabriqués à l’aide

d’une extrudeuse ou boudineuse.

II.2.2.2 Les films, les feuilles et les plaques :

Ce sont des produits fins.

II.3 INTERETS DES MATIERES PLASTIQUES

II.3.1 Avantages et inconvénients des matières plastiques

II.3.1.1 Avantages

Les matières plastiques sont :

Peu coûteux, facilement modelés ou moulés

Légers, ayant une excellente isolation thermique

Facile à nettoyer, relativement durable

Economique en question d’énergie et de stockage de données

Luttent contre le changement climatique

Préservation de la santé,

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II.3.1.2 Inconvénients

Elles sont :

Polluantes, nécessitent des agents de nettoyage

Sensibles à la température, inflammable

II.3.2 Domaines d’applications des matières plastiques

On peut trouver l’application des matières plastiques dans les domaines suivants :

Génie civil

Conduites hydrauliques ou tuyaux

Châssis des fenêtres

Articles mobiliers

Cloisons

Industriel

Sacs, bagages

Appareils électriques et électroniques

Plaque électronique

Articles ménagers

Agriculture

Protection des produits

Conservation d'eau

Emballage

Médical

Seringues jetables

Poches de sang, valves cardiaques

Appareils orthopédiques et prothèses

Boîte à comprimés

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Sport

Ballons et autres

Chaussures de sport

Raquettes de tennis

Filets

Transports

Voitures

Trains

Avions

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20 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. III LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES

Un emballage est destiné à conteniret à protégerdes marchandises, allant des matières

premières aux produits finis, à permettre leur manutentionet leur acheminementdu

producteur au consommateur ou à l’utilisateur, et à assurer leur présentation. Suivant

son utilisation, l’emballage est qualifié d’emballage de vente, de groupage ou de

transport.

Sa grande diversité d’utilisation fait que l’emballage peut prendre diverses formes (feuille,

sac, caisse, boîte, fût, bidon, etc.) et être réalisé à partir de papier, de carton, de

matières plastiques, de bois, de verre ou de métal. Il est le cas échéant complété

d’accessoires (accessoires d’assemblage, de bouchage, de préhension, de protection,

etc.).

L’emballage, par ses fonctions, est un partenaire incontournable de tous les secteurs

industriels. Le premier secteur utilisateur d’emballages est l’industrie agroalimentaire qui

absorbe plus de 60 % des emballages produits, suivie par l’industrie pharmaceutique, les

cosmétiques et la parfumerie (11 %), puis viennent les détergents, les produits

d’entretien, la chimie, les industries manufacturières, la distribution.

Les emballages, à la fois protecteurs du contenu, garants de la sécurité, de la

fonctionnalité, premier contact avec l’utilisateur ou le consommateur, messagers du

produit vers l’utilisateur, ambassadeurs de la marque, doivent répondre à un grand

nombre de fonctions, aussi bien techniques que marketing.

III.1 Définitions

L’emballage est défini comme tout objet constitué de matériaux de toute nature, destiné

à contenir et à protéger des marchandises données allant des matières premières aux

produits finis, à permettre leur manutention et leur acheminement du producteur au

consommateur ou à l’utilisateur, et à assurer leur présentation.

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21 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

III.2 Catégories

Selon les principaux rôles qu’il devra jouer, un emballage peut être qualifié des termes

suivants :

Emballage de vente ou emballage primaire ;

Emballage de groupage ou emballage secondaire ;

Emballage de transport ou emballage tertiaire.

L’emballage de vente ou emballage primaire est l’emballage conçu de manière à

constituer au point de vente une unité de vente pour l’utilisateur final ou le

consommateur.

Exemples : boîte de conserve métallique, tube de dentifrice en plastique dans son étui

en carton, bouteille de verre pour liquide, boîte en carton et ses calages en polystyrène

pour le petit électroménager.

L’emballage de groupage ou emballage secondaire est l’emballage conçu de manière

à constituer au point de vente un groupe d’un certain nombre d’unités de vente, qu’il soit

vendu tel quel à l’utilisateur final ou au consommateur, ou qu’il serve seulement à garnir

les présentoirs au point de vente. Il peut être enlevé du produit sans en modifier les

caractéristiques.

Exemples : pack en carton de boîtes de boisson, lot sous film en plastique de deux

flacons.

L’emballage de transport ou emballage tertiaire est l’emballage conçu de manière à

faciliter la manutention et le transport d’un certain nombre d’unités de vente ou

d’emballages de groupage en vue d’éviter leur manipulation physique et les dommages

liés au transport. L’emballage de transport constitue une unité de distribution.

Exemples : plateau en carton pour fruits et légumes, casier en plastique pour bouteilles,

emballage en carton ondulé pour téléviseur, fût métallique pour produits chimiques.

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22 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

III.3 Les matériaux en emballage

III.3.1 Les papiers cartons

Les papiers cartonspeuvent se répartir en trois grandes catégories, les papiers

d’emballage, les cartons plats et le carton ondulé.

Les papiers d’emballage se retrouvent notamment sous forme de sachets, de

sacs de petite, moyenne ou grande contenance, d’étiquettes.

Le carton plat est essentiellement utilisé pour la fabrication d’emballages

primaires, étuis et boîtes pliantes, principalement dans les domaines de

l’agroalimentaire, de la beauté, de la santé et du luxe.

Le carton ondulé [AG 9 765] est le principal matériau pour les emballages de

transport, caisses, plateaux, etc., et trouve aussi de nombreuses applications

dans la fabrication d’étuis et de boîtes pliantes.

III.3.2 Le verre

Le verre[AG 9 785] est principalement utilisé dans le domaine de l’emballage pour la

fabrication de bouteilles, de bocaux et de pots pour l’industrie agroalimentaire,

d’ampoules et de flacons pour l’industrie pharmaceutique, de flaconnages pour le secteur

de la parfumerie et du cosmétique.

III.3.3 Le bois

Les principales applications du bois [AG 6 100] dans l’emballage se classent en trois

catégories : les emballages industriels (caisses, emballages sur mesure, articles de

tonnellerie), les emballages de manutention (palettes et caisses palettes) et les

emballages légers (cageots pour les fruits et légumes, caissettes pour le vin, boîtes pour

le fromage).

III.3.4 Les matières plastiques

La diversité des matières plastiques[AG 9 780] et des modes de transformation permet

de produire une grande variété d’emballages pour divers secteurs industriels :

agroalimentaire, santé, beauté, chimie, etc.

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23 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

On les retrouve sous forme d’emballages de vente ou de conditionnement (bouteilles,

flacons, boîtiers, barquettes, blisters, sacs, sachets, films alimentaires), d’emballages de

groupage (films rétractables) ou d’emballages de transport (caisses, bidons, fûts,

conteneurs, éléments amortisseurs, palettes).

III.3.5 L’acier

L’acier[AG 9 760] est principalement utilisé en emballage pour la fabrication de boîtes de

conserve, de boîtes boisson ou de bidons pour l’industrie alimentaire, de pots, de seaux,

de bidons ou de fûts pour l’industrie chimique.

III.3.6 L’aluminium

L’aluminium[AG 9 760] est utilisé dans le domaine alimentaire sous forme de boîtes

boisson, de barquettes dans le domaine de la santé et de la beauté sous forme de

boîtiers pour aérosols, de tubes souples ou rigides et dans le domaine industriel et

chimique sous forme de bidons essentiellement.

III.4 LES EMBALLAGESALIMENTAIRES PLASTIQUES ET LES

VALORISATIONS POSSIBLES POUR LEURS DECHETS

III.4.1 Les matières plastiques courantes pour l’emballage

Le tableau ci-après regroupe les principales propriétés des emballages en matières

plastiques et les applications qui en découlent :

Tableau 2 : Propriété et quelques applications des emballages plastiques.

MATERIAUX PROPRIETES APPLICATION EN EMBALLAGE

PEBD Barrière à la vapeur d’eau

Souple

Tenue aux chocs

Inerte chimique

Isolant thermique

Résistance au froid

Transparence

Très bonne étirabilité

Films

Sacs (congélation super marchés)

Palettes de manutention

PEHD Barrière eau, gaz, UV

Rigidité

Flacon

Bouteilles (de lait)

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24 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Inerte chimique

Moulabilité

Opacité

Résistance aux chocs

Résistance à l’abrasion, glisse

Tenue à la pression

Tenue à basse et haute

température

Bidons, cuve

palettes

PP PP clarifié et OPP (PP bi-orienté) :

- Barrière vapeur d’eau

- Rigidité

- Brillance

- Légèreté

- Résistance à la stérilisation

- Tenue aux températures

- Bonne résistance

mécanique

- Barquettes (beurre,

margarine)

- Cageots

- Conteneurs

- Films

- Flacons

- Pots de yaourts

- Seau

PVC - Transparence

- Inerte chimique

- Bonne étirabilité

- Isolant thermique,

électrique

- Résistance au

vieillissement

- Tenue au stress cracking

- Barquettes, boîtes

alimentaires

- Bidons

- Bouteilles

- Films

- Flacons

PS

- PS cristal : transparence,

rigidité

- PS choc : opacité, brillance

- Boîtes à œufs

- Films

- Flacons

PET

PET amorphe :

- Transparence

- Compatibilités aux parfums

- Brillance

- Résistance aux chocs

- Tenue pression inerte

- Barrière aux gaz-UV

- Barquettes

- Boites (viandes, pâtisserie)

- Boîtes à œufs

- Bouteilles (boissons

gazeuses)

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25 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

- Tenue aux températures

élevées

PET cristallisé : identique à PET

amorphe mais sans Transparence

III.4.2 Valorisation des emballages plastiques

La valorisation est un terme générique recouvrant l'ensemble des techniques qui

permettent le réemploi, la réutilisation, le recyclage ou la régénération des déchets.

La valorisation des déchets constitue désormais un choix stratégique pour faire face à

l’accroissement de plus en plus important, des quantités des déchets générés et de la

demande de matières premières, mais également à l’épuisement alarmant des

ressources naturelles.

Comme tous les déchets plastiques, il existe trois méthodes de valorisation des

emballages plastiques : la valorisation énergétique, la valorisation mécanique et la

valorisation chimique

III.4.2.1 La valorisation énergétique

La valorisation énergétique consiste à incinérer les déchets plastiques pour récupérer

l’énergie qu’ils contiennent sous forme de chaleur. Les plastiques, composés de pétrole

raffiné, ont une capacité calorifique proche de celui-ci. Cette méthode de valorisation

permet de recycler une grande partie des déchets plastiques. En revanche si elle est mal

maîtrisée elle peut présenter des risques majeurs pour l’environnement et la santé des

êtres vivants par l’émission de dioxines et de HAP, molécules cancérigènes présentes

dans les fumées.

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26 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Le tableau suivant présente le pouvoir calorifique inférieur (PCI) des polymères les plus

courants :

Tableau 3 : PCI des emballages plastiques courant, du pétrole et du charbon

Matériaux PCI matériaux pur

(MJ/Kg)

PCI Déchets

(MJ/Kg)

Gain calorifique (%)

PP 44 24 54,54

PE 43 22 51,16

PS 40 22 55

PET 22 12 54,54

PVC 17 9 52,94

Charbon 33,3 - -

Pétrole 45 - -

III.4.2.2 La valorisation mécanique :

La valorisation matière, ou valorisation mécanique consiste à réutiliser les déchets

plastiques avec un minimum de transformation de la matière. Cette technique est utilisée

pour le traitement des déchets thermoplastiques. Elle repose avant tout sur une collecte

sélective ou un tri des déchets plastiques à partir des ordures ménagères. Il est très

souvent nécessaire d’avoir des déchets plastiques triés par type de résine plastique. Plus

le tri est efficace, plus le produit en sortie de valorisation matière est de bonne qualité.

- La régénération

La régénération consiste à produire de la poudre, des granulés à partir de déchets

plastiques, comparable aux déchets vierges, pour les réintroduire sur le marché

international des résines plastiques. Elle s’opère en plusieurs étapes (tri, lavage,

Page 38: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

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27 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

séchage, broyage, extrusion, granulation) afin de produire un sous-produit recyclé plus

ou moins élaboré.

Figure 2: Procédée de régénération des matières plastiques

- La fabrication de nouveau produite

En recyclage, les plasturgistes font aussi une mise en œuvre des matériaux en différents

formes de produits finis : paillettes, chaises, élément de construction comme les briques,

les pavés, ….

TRI

LAVAGE

CONDITIONNEMENT

SECHAGE

GRANULATION

DENSIFICATION (films plastiques)

DECOUPAGE

EXTRUSION

BROYAGE (plastique rigide)

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28 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 3 : Procédé de recyclage en produits finis

III.4.2.3 La valorisation chimique:

La valorisation chimique consiste à transformer la matière plastique en molécule de base

(polymère, ester...), pouvant servir à la synthèse d’une nouvelle matière plastique, ou

pour la pétro-chimie. Ces technologies sont encore peu développées ou limitées à

certaines natures de résines plastiques. On ne les utilise que dans les pays du Nord et

les pays émergents.

III.4.3 Critère à prendre en compte pour le recyclage des emballages

en plastiques

Plusieurs facteurs peuvent défavoriser la valorisation des emballages en plastiques.

Les matériaux utilisés et la compatibilité physico-chimique entre eux :La difficulté

majeure du recyclage des matières plastiques proviennent des caractéristiques des

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29 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

polymères utilisés ainsi que leurs incompatibilités dans le cas où ils sont associés. Il faut

donc savoir :

la nature et les caractéristiques des matières plastiques utilisées,

Compatibilité physico-chimique des matériaux entre eux,

Facilité des séparations des couches en cas de multicouches.

Le tableau suivant nous montre la compatibilité et l’incompatibilité de l’association des

matériaux plastique

Tableau 4 : Compatibilité et l’incompatibilité de l’association des matériaux plastique

PET PEHD PVC PEBD PP PS

PET 1 2 3 2 2 3

PEHD 3 1 3 1 2 3

PVC 3 2 1 2 2 2

PEBD 3 1 3 1 2 3

PP 2 2 3 2 1 3

PS 3 2 2 3 3 1

Avec 1 compatibles ; 2 compatibles sous certaines conditions ; 3 incompatibles

III.4.3.1 Les composés ajoutés lors de la mise en œuvre

En fait, si les déchets d’emballage plastiques sont séparés par nature des polymères qui

les consistent, d’autres difficultés de recyclage persistent par la présence des nombreux

additifs contenus dans ces matériaux qui sont souvent très différents.

Les composés possibles d’être trouvés dans les matières plastiques, pour répondre aux

besoins finaux de l’emballage sont en général très nombreux dont leur nature et leur

quantité sont variables. On peut citer :

L’encre d’impression

Les systèmes de fermetures : joints, buchons, …

Les étiquettes

Les colles et adhésifs

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30 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. IV LES PAVES EN PLASTIQUE

IV.1 DEFINITIONDES PAVES

Un pavé est un bloc en pierre ou en béton utilisé comme revêtement de chaussée. De

nos jours, il est utilisé essentiellement :

- pour des voies piétonnes ou rarement circulées

- dans des secteurs historiques

- sur des courts segments de routes.

Au-delà d’une certaine taille, on ne parle plus de pavés, mais de dalles ou de dallages.

Les revêtements en pavés et dalles ont connu un regain au cours des dernières années

avec le développement des voies piétonnes, la requalification et l’embellissement des

bourgs et centres villes.

IV.2 HISTORIQUE DES PAVES PLASTIQUES

A la fin des années 90 est apparue l’idée d’utiliser le plastique (et notamment les sachets

plastiques) comme liant, en remplacement du ciment, afin de produire différents

éléments de construction comme des pavés, des briques, des tuiles...

Les sachets plastiques sont pour la plupart faits en polyéthylène basse densité (PEBD),

qui est un thermoplastique. En les chauffant, ils vont fondre et devenir visqueux ; on y

ajoute alors du sable tout en malaxant. Une fois le mélange homogène, on le verse dans

un moule et on laisse refroidir avant démoulage.

Cette technique, qui présente l’avantage de nécessiter de faibles investissements et

permet de valoriser les sachets même non lavés, a beaucoup attiré l’attention en Afrique.

Elle a été testée par de nombreuses structures avec plus ou moins de succès. La

méthode la plus aboutie aujourd’hui est celle du CTG Garoua au Cameroun, améliorée

par la suite par Madacompost à Madagascar.

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31 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

IV.3 LES TECHNIQUES DE FABRICATION DE MATERIAUX DE

CONSTRUCTION :

Cette production se caractérise par le fait qu'elle ne nécessite pas d’investissement lourd

et qu'elle concerne principalement des emballages plastiques triés ; à savoir les sachets

et films transparents en polypropylène (PP) et en polyéthylène (PE) basse densité. Le

principe de fabrication est simple. Il s’apparente à celui d’un béton de sable (mélange de

sable et de ciment). Du plastique en fusion sert de liant à la place du ciment. Il est

mélangé avec du sable de granulométrie choisie, dans des proportions précises, selon

l’utilisation recherchée pour le produit fini (pavé piétonnier ou pavé de voirie).

Le phasage de la fabrication est le suivant :

Figure 4 : Phase de fabrication de pavé en plastique

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32 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Préparation du mélange :

Les blocs de sachets plastiques après compactage sont pesés, comme le sable.

Le rapport plastique/sable est variable. Il est à définir préalablement, comme on le

ferait avec un béton de sable.

Chauffage du mélange :

Le mélange est chauffé progressivement, dans un fût de récupération, tout en

subissant un malaxage vigoureux. Les fumées résultant de cette manipulation, du fait

de la composition des plastiques utilisés, ne se composent que d’eau et de gaz

carbonique. Toutefois, il est recommandé d’équiper les personnels de masques à

fumées.

Moulage :

La pâte obtenue est répartie à la truelle et tassée dans un moule à plusieurs

compartiments, positionné sur une plaque métallique.

Démoulage :

Le démoulage est immédiat et s’effectue, sans problème, en retirant avec précaution

le moule.

Refroidissement :

Soit les pavés et la plaque métallique sur laquelle ils reposent, sont placés dans un

bac d’eau froide, soit on le laisse se refroidir à l’air libre.

Finition :

Les pavés refroidis sont vérifiés, éventuellement ébarbés. Ceux qui ne sont pas

conformes sont rejetés

La technologie est facile à mettre en œuvre, mais réclame, toutefois, une excellente

pratique issue de l’expérience pour avoir une constance dans la qualité.

La productivité de ce matériau est faible. 4 à 6 personnes peuvent fabriquer de 300 à

600 pavés par jour, soit environ 6 à 12 m2 de pavage, selon leur degré d’implication.

Le matériau produit, réalisé dans les règles de l’art, est un bon matériau. Il est

recommandé plutôt pour le trafic piétonnier et le pavage des allées et des trottoirs.

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33 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Sur le plan économique, sa production est rentable dans les pays où le coût du ciment

est élevé.

IV.4 AUTRES TYPES DE PRODUITS

Ce procédé permet aussi d’autres fabrications, soit sans adjonction de sable, soit en

ajoutant d’autres agrégats ou en armant la structure de fibres végétaux ou de métal

comme on le ferait avec du béton armé.

Figure 5 : Linteau pour maison en terre

Figure 6 : Dalle armée de caniveau

Figure 7 : Possibilité en dalle de latrines

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34 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

PARTIE. II ETUDES EXPERIMENTALES

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35 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. V LES DECHETS D’EMBALLAGE DE L’USINE JB

Les déchets d’emballages de la société sont issus des machines emballeuses lors de

l’emballage des produits ; les incidents se présentant tout au long de procédé de

production sont aussi des facteurs causant l’apparition de ses déchets.

V.1 LE PROCEDE DE FABRICATION DE BISCUIT DE L’USINE

Actuellement JB possède 3 lignes de production de biscuits qui permettent, à chacune,

de produire une grande quantité de gamme de biscuits sur la même ligne.

Figure 8 : Procédé de fabrication de biscuits

V.1.1 Pétrissage

C’est la première phase pour la production de la pâte. Le pétrissage consiste à appliquer

une force mécanique afin d’obtenir une pâte homogène. C’est donc pendant le

pétrissage que les quantités des matières premières nécessaires sont déterminées : la

farine, le sucre ou sel, les aromes, les levures avec ajout d’eau.

PETRISSAGE

FACONNAGE

CUISSON

EMBALLAGE ET CONDITIONNEMENT

REFROIDISSEMENT

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36 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

V.1.2 Façonnage

Après le pétrissage et le temps de repos, la pâte va passer, par compression, sur tapis

roulant entre deux gros rouleaux pour être laminée, puis découpée automatiquement et

enfin dirigée vers un moule cylindrique rotatif où la forme du biscuit est gravée au creux

du cylindre

V.1.3 Cuisson

Un four en forme de tunnel assure la cuisson à partir de 200°C, selon un intervalle de

temps précis et différents pour chaque produit.

V.1.4 Refroidissement :

Une fois cuit, les biscuits sont refroidis tout au long d’un tapis roulant avant d’être mise

en emballage ou avant de les faire subir d’un enrobage ou un fourrage selon le =)cas

d’exigence du produit fabriqué.

V.1.5 Emballage et conditionnement :

La production se termine par l’emballage du produit obtenu ainsi que son

conditionnement. Cette dernière étape se fait par des emballeuses semi-automatiques.

Les paquets de biscuit obtenus sont ensuite mise en sachet afin d’être mise en carton.

V.2 LES MACHINES EMBALLEUSES DE JB

En général, il existe 2 types de machines emballeuses :

Les machines emballeuses horizontales : destinées pour l’emballage des produits selon

leurs nombres désignés.

Les machines verticales : destinées pour l’emballage des produits selon leur masse

voulue.

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37 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Une machine emballeuse comporte :

Deux chargeurs : par lesquels les biscuits enroulés sur le tapis sont chargés

manuellement pour être arrangés selon les nombre de biscuits dans un paquet.

Un convoyeur : destinées à transporter les produits prêt à emballer, vers le

conformateur. Cette action se fait par deux rails tournant avec des tapis qui

rapportent les biscuits lors de leurs passages au niveau des chargeurs. La

hauteur de taquets et celle des rails définissent les nombres de biscuits dans le

convoyeur.

Deux portes bobines : où l’emballage sous forme de bobine est posé. En étirant,

le film emballage va passer vers une imprimante pour le marquage du produit,

avant d’être au niveau du conformateur.

Un conformateur : sert à envelopper les biscuits et donne la forme de l’emballage

sur les produits.

Une molette : assure toute étape de scellage pour la fermeture et le pilage de

l’emballage.

Une mâchoire : découpe l’emballage pour avoir un paquet de biscuit.

Un tapis roulant : fait sortir le paquet de biscuit à l’extérieur de la machine.

V.3 LES SOURCES DE DECHETS FILMS

Toute au long de la production, les grands facteurs constituant les déchets films de la

société JB sont :

L’arrêt fréquent des machines emballeuses

Les produits finis non conforme à la qualité exigée

Les réparations de la machine en panne

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38 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

V.3.1 L’arrêt fréquent des machines emballeuses

L’arrêt de la machine emballeuse conduit en général à un sur chauffage ou une brulure

des films restés dans la molette, provoquant ainsi des déchets films. Cet arrêt fréquent

peut se produire par les faits suivants :

Les biscuits en désordres dans le chargeur exigent à un arrêt de la machine pour

les mettre en ordre.

La production des biscuits à dimension non standard fait arrêter la machine pour

pouvoir régler les taquets et les rails convenables.

Parfois, il y a des problèmes au niveau des façonnages qui obligent à arrêter

fréquemment la machine emballeuse pendant la réparation.

Quant aux personnels, l’abandon de poste conduit aussi à arrêter la machine car

les autres ne suivent pas le rythme du travail quand il y manque

V.3.2 Produit fini non conforme à la qualité exigée

Avant la mise en sachet, les produits finis subissent un contrôle en vérifiant leur qualité.

En fait les cas qui existent pour que ses qualités soient inacceptables sont :

L’impression du marquage inversée par rapport au standard.

Le marquage non lisible ou non imprimé

Mauvais emplacement de l’emballage par rapport aux biscuits

L’existence des biscuits cassés dans l’emballage

Des biscuits en désordre dans l’emballage

V.3.3 Machine en panne

Il est évident que la panne de la machine emballeuse provoque des déchets films surtout

lors de la réparation. Les problèmes qui peuvent se trouver dans la machine sont :

- Mâchoires endommagées

- Rupture du ruban pour l’impression du marquage

- Problème de température de scellage : trop élevé ou trop faible

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39 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

V.4 LE SUPPORT EMBALLAGES PLASTIQUES DE JB

La société dispose approximativement de 50 variétés de produits alimentaires, qui

nécessitent des différents types d’emballages à utiliser selon les produits à emballer et

selon les commandes de la société.

Ainsi, les emballages plastiques de JB se présentent sous formes des films complexes

composés de deux couches de films en superposition pour la complémentarité des

propriétés ainsi que pour assurer leur soudabilité. Ces types d’emballages sont importés

dont leur commande sont présentées dans le tableau suivant :

Tableau 5 : Emballages films plastiques de la société JB

film Description Types de produits à

emballer

OPP/OPP métallisé

OPP : soudabilité

OPP métallisé : barrière et

de résistance mécanique

Biscuits sec

Gaufrettes

Chocolats

OPP/OPP pearlized

OPP : soudabilité

OPP pearlized : barrière et

de résistance mécanique

Biscuits fourrés

OPP/OPP OPP : barrière et

soudabilité. Biscuits secs

PET/OPP white opaque

Polyester : soudabilité et

stabilité

OPP : barrière et de

résistance mécanique

Biscuits enrobés

PET/CPP métallisé

Polyester : soudabilité

CPP métallisé : barrière et

résistance mécanique

Bonbons durs

PET Polyester : stabilité et

barrière Bonbons coulés

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40 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

V.5 LES DECHETS EMBALLAGES DE JB EN 2015

V.5.1 Situation en général

En 2015, JB a consommé environ 770 tonnes d’emballages. Le tableau suivant montre

en détail ces consommations :

Tableau 6 : Masse d’emballages consommés par la société

Emballages Masse en tonnes

Mis sur le marché 746

Déchet de la société 24

TOTAL 770

V.5.2 Répartition des déchets d’emballage de JB

Il est à noter que 87,5% de déchets emballages sont représentés par la plateforme

biscuiterie et 12,5% sont ceux de la confiserie.

Ainsi, le tableau suivant présente les masses de chaque type de déchets emballages

issus des machines emballeuses de JB.

Tableau 7: Répartition des déchets emballages au sein de JB

Supports emballages Masse (t) %

OPP/OPP métallisé 11 44,88

OPP/OPP pearlized 8 34,06

PET/OPP white opaque 1,5 6,27

PET/CPP métallisé 1,5 6,27

OPP/OPP 1 4,26

PET 1 4,26

TOTAL 24 100

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41 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 9 : Répartition des déchets emballages au sein de JB

46%

34%

6%

6%

4%4%

repartition des déchets de la societé

OPP/OPP métallisé OPP/OPP pearlized PET/OPP white opaque PET/CPP métallisé OPP/OPP PET

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42 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. VI MATERIAUX ET METHODES

VI.1 MATERIAUX

VI.1.1 Plastiques

Les plastiques que nous avons utilisés durant notre expérience sont les balles de films

d’emballage densifiés après compactage et aussi des bouteilles en PET provenant des

collecteurs.

Tableau 8 : Propriétés mécaniques et thermiques des plastiques utilisés

PE PP

Propriétés mécaniques

Densité (g/cm3) 1,39 0,92

Module d'élasticité par traction (daN/mm2) 980 140

Module d'élasticité par compression (daN/mm2) 1050 130

Propriétés thermiques

Point de fusion (°C) 170 130

Point éclair (°C) 120 100

Coefficient de dilatation thermique (1 °C * 10-5) 7 11

Conductivité thermique Kcal/m.h.°C) 7 4

VI.1.2 Sable

Le sable de rivière est le seule type de sable disponible sur le site, donc toutes nos

expérimentations sont faites avec celui-ci. C’est un sable 0/5 et on le note par S.

VI.1.2.1Analyse granulométrique de Sable

L’analyse granulométrique permet de déterminer la granularité (répartition

dimensionnelle des grains) et la granulométrie (dimension des grains) d’un granulat.

La norme française XP P 18-540 définit le granulat comme un ensemble de grains

minéraux, de dimensions comprises entre 0 et 80 mm, destiné notamment à la

confection des mortiers et des bétons ainsi qu'à celle des couches de roulement, de base

et de fondation des chaussées et aux voies ferrées.

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43 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Matériels :

Pour l’analyse granulométrie des sables, on utilise toujours une série de tamis de plus

grande en plus petite. L’essai consiste à séparer au moyen d’une série de tamis, un

matériau en plusieurs classes granulaires de dimension décroissantes. Les dimensions

des mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction du grain maximal de

l’échantillon et de la précision requise. Le matériau étudié est placé en partie supérieure

des tamis et les classements des grains s'obtiennent par vibration de la colonne de

tamis. Les masses des différents refus et tamisât sont rapportées à la masse initiale de

matériau. Les pourcentages ainsi obtenus sont exploités sous forme graphique.

Les principales divisions granulométriques des granulats données par la norme XP P18-

540 sont les suivantes :

fillers 0/D ou D < 2 mm avec au moins 70 % de passant à 0,063 mm ;

sablons 0/D ou D ≤ 1 mm avec moins de 70 % de passant à 0,063 mm ;

sables 0/D ou 1 < D ≤ 6,3 mm ;

graves 0/D ou D > 6,3 mm ;

gravillons d/D ou d ≥1 et D ≤125 mm ;

ballasts d/D ou d ≥ 25 mm et D ≤50 mm.

La granularité du granulat, est définie par sa courbe granulométrique, déterminée

par analyse au moyen de tamisages successifs, cette courbe doit être intérieure à un

fuseau fixé à priori et définissant la granularité admissible du granulat.

Figure 10 : Exemple de tamis

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44 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Tableau 9: Ouverture des tamis utilisé pour l’analyse granulométrique du sable S

suivant l'ordre décroissante et le Module AFNOR correspondant

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ouverture

[mm] 5,00 4,00 3,15 2,00 1,00 0,500 0,315 0,200 0,125 0,080 0,063

Module

AFNOR 38 37 36 34 31 28 26 24 22 20 19

Matériaux

On utilise le sable de rivière 0/5

Procédure à suivre pour la réalisation de l’essai :

Placer les tamis de telle manière que celui qui a la plus grande ouverture soit

placé au plus haut et les disposer par ordre décroissant d’ouverture.

Faire le criblage pour obtenir le sable 0/5.

Peser un échantillon sur une balance hydrostatique (Balance de précision de 1g).

Figure 11 : Pesage de l'échantillon

Faire l’analyse granulométrique.

Peser chaque refus pour chaque tamis.

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45 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 12 : Pesage des quelques refus

En déduire le passant ou tamisât correspondant

Tracer la courbe granulométrique : Tamisât cumulé[%] = f(Module AFNOR)

Résultats

Masse de l’échantillon : Méch : 1033,5 g

VI.1.2.2Module de finesse du sable S

Le module de finesse (MdF) est défini comme le caractère plus ou moins fin d’un sable, il

est égal au 1/100 ème de la somme des refus cumulés exprimée en pourcentage sur les

tamis de la série suivante: 0,16 ; 0,315 ; 0,63 ; 1,25 ; 2,50 ; 5,00.

Lorsque le module de finesse (MdF) est compris entre :

- 1.8 et 2.2 : le sable est à majorité de grains fins,

- 2.2 et 2.8 : on est en présence d’un sable préférentiel,

- 2.8 et 3.3 : le sable est un peu grossier.

Le module de finesse est particulièrement appliqué aux sables dont il est une

caractéristique importante.

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46 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VI.1.3 Verre

Dans le langage courant, le mot verre sert àdésigner un matériau dur, fragile (cassant) et

transparent. Dans le langage scientifique, le mot verre désigne un matériau amorphe,

c'est-adire non cristallin. Le plus souvent, le verre commercial est constitué d'oxyde de

silicium (SiO2) et de fondants.

L'utilisation du verre comme remplacement de sable dans la fabrication de pavé, peut

être une avenue très intéressante du fait que le verre est un matériau amorphe avec une

composition chimique proche des autres ajouts connus (Fumée de silice, laitier, cendre

volante)

Les principaux constituants du verre peuvent être classes en cinq catégories en fonction

de leur rôle dans son élaboration :

VI.1.3.1Les vitrifiant:

Ils constituent la partie la plus importante, ou on trouve :

La silice : c'est le composant principal du verre. II représente environ 70% de la

masse, il est l’élément formateur de réseau. Si onaugmente sa quantité, on

augmente la dureté du verre. Son point de fusion est à 1730°C. Plus le

pourcentage de silice est élevé et plus le coefficient de dilatation est faible.

L'anhydride borique : diminue le coefficient dedilatation et améliore la résistance

aux chocs thermiques. II est aussi plus résistantà l'eau. II possède aussi les

propriétés d'un fondant.

L'anhydride phosphorique : employé dans le domaine del'optique.

VI.1.3.2Le fondant:

Il abaisse la températureà laquelle le verre devient suffisamment fluide pour être

travailler (la silice fond à 1700° C). Ce sont les oxydes de calcium et de potassium qui

jouent le rôle de fondant. Ils sont de trois types : le natron d'Egypte (carbonate de

calcium), les cendres végétales sodiques (salicorne), les cendres végétales potassiques

(fougères, hêtres...)

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47 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VI.1.3.3Le stabilisant :

Ilempêche que la surface du verre ne devienne déliquescente et que le verre ne finisse

par se dissoudre dans l'eau. Il augmente aussi la résistancemécanique du verre, sa

dureté et sa brillance. La chaux est le stabilisant le plus répandu.

VI.1.3.4Colorants

Les verres sont le plus souvent teints par 1'agent d'oxydes métalliques pendant la fusion.

VI.1.3.5Les affinants

Ils servent àéliminer les bulles gazeuses générées par les réactions chimiques. Les

principaux affinant sont les nitrates (de potasse, de soude, de soufre) et aussi l’arsenic.

Ces deux derniers constituants peuvent être ajoutes suivant les caractéristiques

recherchées du verre.

La composition chimique du verre dépend de ces éléments et leurs caractéristiques, en

générale sa composition est celle présentée sur le tableau suivant :

Tableau 10 : Composition chimique du verre

Sable (Si02) 68 à 74 %

Oxyde de sodium (NaiO) 12 à 16%

Chaux (CaO) 7 à 14 %

Potasse (K20) 1%

Alumine (AI2O3) 0,3 à 3 %

Oxyde d'antimoine (SbO) 0,3 à 3 %

VI.1.3.6Caractéristiques du verre utilisées

Pour le verre on a utilisé des bouteilles en verre de couleur vert que nous avons

concassé. Ces verres ont une dimension entre 0 et 10mm.

VI.1.4 Source d’énergie

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48 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 13 : Copeaux de bois

Comme source d’énergie nous avons utilisé des copeaux bois. Le pouvoir

calorifique du bois dépend de sa teneur en eau. Le Pouvoir calorifique inferieur du bois

(PCI) est

1,7 KWh/kg à 60% d’humidité ;

4k Wh/kg à 20% d’humidité ;

4,4 KWh/kg à 11% d’humidité.

VI.1.5 Moule

Nous avons utilisé deux types de moule durant notre essai

Moule type 1 Moule type 2

Figure 14 : Moule type 1 Figure 15 : Moule type 2

VI.2 METHODE UTILISE

VI.2.1 Description du procédé

VI.2.1.1Préparation du mélange

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49 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Elle commence par le triage des matières premières.

Préparation des plastiques :

Durant nos essais on a du mélanger des bouteilles en PET avec les déchets films car il

en met beaucoup de temps pour fondre et en plus les pavés fabriqué sont de mauvais

qualité ils présentent de fissuration après refroidissement. Ceci est dû aux différents

constituants des déchets films.

Figure 16 : Pavé fabriqué sans ajout de PET

Figure 17 : Déchets de bouteilles en PET

Figure 18 : Déchets de films d’emballage plastique

Préparation des sables et verres :

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50 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 19 : Sable de rivière utilisé

Figure 20: Verre concassé

Après les triages on passe au dosage des matières premières qui consistent à peser

les différentes matières premières utilisées pour la fabrication du matériau.

VI.2.1.2Chauffage

- Faire le feu de chauffage, chauffer la cuve de cuisson;

Figure 21 : Chauffage de la cuve de cuisson

- Mettre les plastiques PET (bouteille en plastique) suivi des PP (les déchets films

d’emballage plastique) dans le cuve de cuisson;

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51 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Figure 22 : Chauffage des plastiques

- Après fusion total des plastiques, nous ajoutons le sable ou les grains de verre

Figure 23 : Ajout de verre

- malaxer jusqu’à l’apparition de fumée blanche et cela indique que le mélange est bien

homogène.

Figure 24 : Fin de la cuisson

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52 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VI.2.1.3Malaxage et mise en moule

La pâte ainsi obtenu est enlevée à l’aide d’une pelle puis versée dans des moules

déposés sur une plaque métallique;

Figure 25 : Mise en moule

VI.2.1.4Refroidissement et démoulage

- Les pavés dans les moules sont ensuite laissés refroidir à l’air libre après quelque

minute puis démoulés.

Figure 26 : Refroidissement des produits

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53 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VI.3 DONNEES SPECIFIQUES A CHAQUE EXPERIMENTATION

Tableau 11: Données spécifiques à chaque essai

Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5

Composition des

plastiques

50℅ PP et

50 ℅ PET

25℅ PP et

75 ℅ PET

25℅ PP et

75 ℅ PET

25℅ PP et

75 ℅ PET

25℅ PP et

75 ℅ PET

Ratio plastique et

sable ou verre

50℅

Plastique et

50 ℅ sable

50℅

Plastique et

50 ℅ sable

60℅

Plastique et

40 ℅ Verre

50℅

Plastique et

50 ℅ Verre

40℅

Plastique

et 60 ℅

Verre

VI.3.1 Temps de Fabrication des pavés

Le temps de fabrication est déterminé à l’aide d’un chronomètre. Les heures de début et

fin de l’expérience ainsi que les différentes phases de fabrications des pavés ont étés

notés.

VI.3.2 Bilan énergétique

Elle prend en compte la quantité de chaleur dégagée par les sources d’énergies utilisées

et par la combustion des plastiques. On peut déterminer la quantité d’énergie

consommée pour chaque expérience à l’aide de la formule suivante connaissant le PCI

du combustible utilisé et du plastique.

Energie dégagée = PCI x Masse de combustible

Dans notre étude, le bois est la seule source d’énergie utilisée.

Le PCI des plastiques est de 33950 [kJ/kg]

Le PCI du bois est de 15840 [kJ/kg]

Consommation d’énergie par m2 de pavage

La consommation d’énergie par m2 de pavage d’un essai = (bilan énergétique de l’essai)/

(nombre de pavé par m2) multiplié par le nombre de pavés obtenu au cours de l’essai.

Vue la forme de nos pavés nous avons 50 à 80 pavés par m2.

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54 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VI.4 ESSAI DE RESISTANCE MECANIQUE DES PAVES

Pour les essais nous avons utilisé le pavé du type de moule 2

Figure 27 : Moule à pavé

La presse hydraulique multifonctionnelle du Bloc technique de l’École Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo (ESPA) sise à Ankatso, a été utilisée pour la détermination

de la résistance mécanique des matériaux

.

Figure 28 : Appareil utilisé pour les essais de flexion et de compression

Pour le test de la résistance à la compression, on a placé des échantillons de pavé

réalisés qui subissent les essais à l’écrasement sur la presse hydraulique. Le principe

consiste à positionner l’échantillon entre les plateaux d’une presse, puis soumettre

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55 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

progressivement à une charge jusqu’à la rupture par compression (écrasement sous

charge axiale).

La formule de la résistance s’exprime:

Rc = F

S

F : force de pression maximale supportée par le matériauen [N]

S : section de l’échantillon de pavé exprimée [mm2]

Rc : Résistance à la compression exprimée en [MPa]

Calcul de la section S :

Figure 29 : Section du type de pavé testé

S = S1 + S2 + S3 + S4 + S5

S1 = 60 x 178

S2 = S3 = S4 = S5 = 32 𝑥 89

2

S = (60 x 178) + 4 (32 𝑥 89

2)

S = 16 376 [mm2]

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56 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. VII RESULTATS-DISCUSSION- ANALYSE

VII.1 RESULTATS

Les résultats obtenus pendant les différents essais sont présentés dans les tableaux qui

suivent et illustrés par les figures correspondantes.

Tableau 12: Résultats de l’analyse granulométrique du sable 0/5

d [mm] Module

AFNOR

Masse [g] Refus cumulés

[%]

Tamisâts

cumulés [%]

0,063 19 1033,500 100 0

0,080 20 1016,500 98 2

0,125 22 1002,500 97 3

0,200 24 996,000 96 4

0,315 26 860,000 83 17

0,500 28 589,000 57 43

1,000 31 161,500 16 84

2,000 34 33,000 3 97

3,150 36 12,500 1 99

4,000 37 7,000 1 99

5,000 38 3,000 0 100

Figure 30 : Courbe granulométrique du sable S 0/5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Tam

isât

s cu

mu

lés

[%]

Module AFNOR

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57 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Tableau 13: Récapitulation de l’analyse granulométrique du sable utilisé pour le calcul

du module de finesse

d [mm] Refus en [%]

0,16 97

0,315 85

0,63 44

1,25 10

2,50 2

5,00 0

Total 238

𝐌𝐟 = % 𝐝𝐞𝐫𝐞𝐟u𝐬

𝟏𝟎𝟎

D’après le calcul, le module de finesse du sable utilisé est de 2,38. C’est un sable

assez fin.

Tableau 14: Temps de fabrication des différents essais

Temps de

fabrication Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5

Préparation 30 min 30 min 60 min 60 min 60 min

Fusion des

plastiques 50 min 35 min 35 min 35 min 35 min

Malaxage 20 min 20 min 30 min 20 min 17 min

Refroidissement

à l’air 40 min 40 min 90 min 60 min 50 min

Durée total 140 min 125 min 215 min 175 min 162 min

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58 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

La figure suivante donne l’évolution des temps de travail en fonction des essais :

Figure 31 : Variation du temps de travail en fonction des essais

Tableau 15: Résultats de l’essai de compression

Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5

Charge de

rupture (daN) 10652 >12 000 7 913 8 916 8 550

Résistance à la

compression

(MPa)

6,5 > à 7 4,83 5,45 5,22

0

50

100

150

200

250

Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5

Tem

ps

en m

nVariation du temps total en fonction des essais

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

59 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VII.2 DISCUSSION

L’objectif de l’étude général est de proposer les formulations et paramètres de fabrication

qui donnent les résultats les plus intéressants au niveau technique et environnemental

pour la production de pavés à base desdéchets plastiques.

Durée de fusion

La durée de fusion des plastiques est autant plus élevée que la quantité de plastique est

grande ce qui explique le temps de fusion des plastiques de l’essai 3 plus élevé par

rapport à l’essai 4 qui, à son tour est plus élevée que l’essai 5. La durée de l’essai 1 est

plus longue que l’essai 2 car il y a plus de déchets films qui sont difficile à fondre.

Temps de refroidissement

Nos temps de refroidissement ont été de 45 minutes. Pour les mélanges plastique/sable

et 90 minutes au maximum pour les mélanges plastique/verre. On voit bien ici que les

pavés en verre mettent beaucoup plus de temps pour se refroidir. Ce temps de

refroidissement variait aussi en fonction des ratios sable/plastique plus il y a de

plastiques plus le refroidissement est lent.

Résistance mécanique

La résistance obtenue lors de l’essai de compression de l’essai 2 qui est en dessus de 7

MPa et largement supérieur par rapport à l’essai 1. Ceci montre que l’ajout de PET joue

un rôle très important dans la composition. Pour le verre l’essai 4 donne le meilleur

résultat avec une résistance de 5,4 MPa.

Ratios massiques des matériaux

Ces différents essais nous ont montré qu’il faut travailler avec des ratios massiques :

­ plastiques/sable(ou verre) de 50/50 ;

­ PET/OPP (déchets films) de 75/25.

Le refroidissement à l’air est toujours préférable.

Les pavés fabriqués avec les déchets plastiques peuvent être utilisé pour les trottoirs, les

cours et allées de jardins.

L’utilisation des déchets de verre est une voie de valorisation pour ce matériau.

.

Page 71: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

60 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

PARTIE. III EVALUATION DU COUT DU PROJET ET

REGARD SUR LA PROTECTION DE

L’ENVIRONNEMENT

Page 72: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

61 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. VIII EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET

Ce chapitre permet de déterminer les profits et les avantages apportés par le présent

sujet.

VIII.1 ANALYSE DU PROCESSUS DU PROJET

Le procédé envisagé est comme suit :

Figure 32: Processus de valorisation des déchets films

VIII.2 ETUDE DE MARCHE

Afin de se situer dans le marché, il est toujours important de faire des analyses sur les

besoins des clients, la cohérence entre l’offre et la demande, ainsi que les concurrents

possibles.

VIII.2.1 La demande

Il est important de s’intéresser aux attentes des clients par exemple les bénéfices qu’ils

vont pouvoir en retirer (gain de temps, d’économie, nouveauté…).

Non seulement le prix est considéré comme critère important mais aussi la qualité des

produits finis.

Fabrication de pavé

Vente

Récupération des

déchets

Page 73: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

62 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VIII.2.2 L’offre

L’offre doit répondre à la demande des clients, intègre : le produit/service, le prix, les

éléments promotionnels, la communication, les conditions de paiement, le service après-

vente, etc…

Avant d’observer l’environnement concurrentiel dans lequel l’entreprise évolue, il faut

avoir une visibilité sur toutes ces caractéristiques.

VIII.2.3 La concurrence

Les concurrents sur un marché peuvent être :

directs : l’entreprise concurrente propose un produit similaire au nôtre. Les

concurrents directs sont les entreprises qui fabriquent les mêmes produit comme :

Madacomposte, les petites entreprises à Antananarivo et dans les provinces.

indirects : l’entreprise concurrente propose un produit totalement différent, mais il

répond aumêmebesoin.

Les concurrents indirects sont les entreprises qui fabriquent les produits similaires

comme les fabricants de pavé en béton. A Madagascar il y a beaucoup de fabricants de

pavé en béton mais leurs couts sont largement supérieurs aux pavés plastiques et leurs

résistances mécaniques sont faibles par rapport à ce dernier.

Les pavés en plastiques peuvent très bien concurrencer les pavés en béton

VIII.3 BILAN ECONOMIQUE

Pour pouvoir choisir définitivement la variante à adopter pour la réalisation de notre

projet, un bilan économique de chaque cas s’impose.

Rappelons que d’après les résultats obtenus après les essais, les différentes

variantes considérées sont :

L’Essai 1 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de

50℅ déchets films et 50 ℅ déchet PET

Page 74: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

63 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

L’Essai 2 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 25℅

déchets films et 75 ℅ déchet PET

L’Essai 4 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ verre dont le plastique est composé de 25℅

déchets films et 75 ℅ déchet PET

VIII.3.1 Coût de production

Le cout de production comprend :

Les charges variables : coûts des matières premières et de leurs transports.

Les charges fixes : le salaire du personnel constitué d’un gérant et de deux

ouvriers

Tableau 16 : Coût direct de production

Désignation salaire mensuel (Ar/pers) salaire annuel nombre montant annuel (Ar)

Gérant 700 000 8 400 000 1 8 400 000

Ouvriers 200 000 2 400 000 2 4 800 000

total = 13 200 000

Coût direct de production par m2 = 13 200

Après calcul les coûts de production pour chaque essai sont présentés dans le tableau

ci-dessous (voir annexe 5 pour les détails de calcul)

Tableau 17 : Coût total production de chaque essai

Essai 1 Essai 2 Essai 4

Charge Variable (Ar/m2) 19972 15472 26910

charge fixe (Ar/m2) 13200 13200 13200

Coût total de production (Ar/m2) 28672 33172 40110

Page 75: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

64 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

VIII.3.2 Investissement

L’investissement à effectuer recouvre les charges suivantes :

a) Les dépenses sur les matériels nécessaires pour la production

Tableau 18 : Matériels nécessaires

désignation Montant (Ar)

malaxeur 1000000

moule 200000

équipement de sécurité du personnel 400000

terrain de 100 m2 3000000

b) Le fond de démarrage assurant le tout premier mois de production, ceci varie

alors selon chaque cas.

Le tableau suivant donne l’investissement nécessaire pour chaque cas envisagé.

Tableau 19 :Investissement

Essai 1 Essai 2 Essai 4

Matériels [Ar] 4600000 4600000 4600000

Fond de démarrage [Ar] 1300000 1 700000 2 300000

Investissement [Ar] 5900000 6300000 6 900000

VIII.3.3 Prix de vente

A partir des coûts de production, on a pu estimer le prix de vente pour chaque essai et

avec une productivité de 2 m2/jour/personne qui équivaut à une production annuelle de

1 000 m2/an. Les résultats sur la recette annuelle de l’entreprise seraient alors comme

l’indique le tableau.

Page 76: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

65 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Tableau 20 : recette annuelle estimée

Essai 1 Essai 2 Essai 4

Prix de vente [Ar/m2] 32000 36000 43 000

Production annuelle

[m2/an] 1 000 1 000 1 000

Recette annuelle [Ar] 32 000000 36 000000 43 000000

VIII.3.4 Les critères derentabilité d’un projet

Pour tout projet d’investissement le critère de base à prendre en compte est la rentabilité.

Par la suite on va procéder au classement des trois variantes duprojet afin de déterminer

lesquelles sontles plus rentables et dans quel ordre elles sont réalisables, compte tenu

des possibilités de financement.

VIII.3.4.1 Le délai de récupération ou pay-back ratio

Le délai de récupérationmesure le temps nécessaire à la récupération du montant initial

d'un investissement en le comparant aux flux cumulés de trésorerie.

Le délai est obtenu en additionnant, année par année, les revenus (Rn). Lorsque ce

cumul devient supérieur à l'investissement initial (I), on retient la durée écoulée depuis

l'investissement et l'investissement est jugé rentable si ce délai de récupération est

inférieur au délai reflétant le niveau de risque de l'investisseur pour le projet concerné.

VIII.3.4.2 VAN ou Valeur actuelle Nette

La valeur actuelle netteindiquera de combien augmentera la valeur de l’entreprise si

l’investissement est entrepris. Sa valeur est égale à la différence entre la somme des

cash flows actualisés et le montant de l’investissement.

Les critères de décision sont :

Page 77: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

66 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Si VAN > 0 : le projet est rentable et l’investissement sera entrepris

Si VAN< 0: le projet n’est pas rentable, faire l’investissement serait un risque

Les éléments de calcul de la VAN :

Amortissement : L’amortissement pour dépréciation est la constatation comptable

de la diminution de la valeur d’un élément d’actif d’une entreprise.

Cash-flow net: c’est la somme du bénéfice net après impôts augmentée des

amortissements

Taux d’actualisation : En sachant qu'un ariary aujourd'hui n'aura pas la même

valeur dans quelques années, il faut alors actualiser la valeur des résultats

prévisionnels de chaque année pour tenir compte de cette évolution. La valeur du

taux d’actualisation dans notre calcul est de 12%.

Cash-flow actualisé : c’est le cash-flow net affecté du taux d’actualisation.

VIII.3.4.3 TRI ou Taux de RentabilitéInterne

C'est le taux pour lequel il y a équivalence entre le capital investi et l'ensemble des cash-

flows ou encore c’est le taux d’actualisation pour lequel la VAN du projet est nulle.

Les critères de décision pour le TRI sont :

Si TRI > taux d’actualisation pris pour le projet : le projet est rentable et

l’investissement sera entrepris

Si TRI < taux d’actualisation pris pour le projet :le projet n’est pas rentable, faire

l’investissement serait un risque

Tableau 21 : Rentabilité des projets

Essai 1 Essai 2 Essai 4

Délai de récupération [an] 2,16 3,06 2,08

VAN 4359193,1 2517282,6 2097521,40

TRI 24% 14% 10,42%

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

67 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Pour l’essai 4 la Van>0 mais le TRI <taux d’actualisation donc soit on abandonne le

projet soit on augmente le prix de vente du produit.

Pour l’essai 1 et 2 on a Van>0 et le TRI >taux d’actualisation donc ces deux projets sont

envisageables.

L’option optimale est l’essai 1 avec un délai de récupération moins court et un prix de

vente le plus concurrentiel.

Page 79: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

68 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CHAPITRE. IX REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT

IX.1 DEFINITION

L’environnement peut être défini comme étant l’ensemble des caractéristiques

physiques, chimiques et biologiques des écosystèmes plus ou moins modifiées par

l'action de l'homme. C’est l’ensemble des éléments qui conditionnent et déterminent

l’activité humaine, notamment :

- L’entourage biologique (l’homme, la faune : ensemble des espèces animales

vivant dans un espace ou habitat déterminé, la flore : ensemble des espèces

végétales croissant dans une région).

- L’entourage physique : l’équilibre biologique, les ressources naturelles, le climat et

le sol. L’entourage socioculturel, le patrimoine naturel ou culturel engendré par la

nature ou crée par l’homme, l’organisation sociale. L’interaction de ces différents

éléments ainsi que toute croissance directe ou indirecte engendrée par une

exploitation abusive de l’environnement.

IX.2 IMPORTANCE DE LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT A

MADAGASCAR

D’après l’Article 39 de la Constitution de la République de Madagascar, toute

personne a le devoir de respecter l’environnement. La protection et le respect de

l’environnement sont d’intérêt général. Il est du devoir de chacun de veiller à la

sauvegarde du cadre dans lequel il vit. L’Etat avec la participation des provinces

autonomes, assure la protection, la conservation et la valorisation de l’environnement par

des mesures appropriées. A cet effet, toute personne physique ou morale doit être en

mesure d’être informée sur les décisions susceptibles d’exercer quelque influence sur

l’environnement, directement ou par l’intermédiaire de groupements ou associations. Elle

a également la faculté de participer à ces décisions.

Le programme gouvernemental actuel s’est engagé sur cette voie de la protection

et du souci de prendre soin de l’environnement : « Madagascar Action Plan » avec le

septième engagement et ses quatre défis offre un challenge de taille à l’avenir de notre

génération.

Page 80: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

69 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

IX.3 IMPACTS PROBABLES DU PROJET SUR L’ENVIRONNEMENT

Comme tout projet, le présent travail en tant que mini projet même de petite

ampleur, aura avec ses activités d’exploitation des conséquences susceptibles d’être

néfastes ou bénéfiques sur l’environnement. L’analyse que nous allons brièvement

mener concernant : «valorisation des déchets films plastiques en matériaux de

construction » nous révèlera ce qui pourront être pris comme indices probables

d’impacts futurs. Loin de faire l’objet d’une vraie étude d’impacts environnementaux,

l’analyse, l’inventaire, le bilan et les mesures préconisées pour protéger l’environnement

ne sont qu’une part de responsabilité devant le devoir de tous les techniciens en matière

de reflexe environnemental.

IX.3.1 les impacts positifs du projet

Même esprit pour les filières de valorisation, le recyclage mécanique des matières

plastiques contribue également à la protection de l’environnement en réduisant les

déchets de plastiques enfouis qui ne sont pas bio dégradables et permet de produire des

nouveaux produits.

Le recyclage permet de réduire considérablement les espaces d’enfouissement de

déchets ainsi que l’émanation de gaz.

Nombreux sont ceux qui bénéficient de ce projet, si l’on ne cite que les collecteurs de

déchets et les acteurs dans la transformation.

Les conséquences positives du projet peuvent-être :

Création de nouveaux emplois pour la population qui se trouve dans les environs

(ramassage des bouteilles en plastique) ;

Développement de l’industrie nationale ;

Participation directe dans la course contre la pauvreté ;

Pour l’usine, réduction des couts engendrés par le ramassage d’ordure.

Les impacts positifs conséquents peuvent-être constatés par un développement

plus rapide de l’économie nationale, le niveau de vie amélioré, la durée de vie plus

élevée, une meilleure condition de vie sociale

Page 81: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

70 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

IX.3.2 Impacts négatifs

Malgré ses qualités, le plastique a également des propriétés négatives. En effet,

seulement 18% sont recyclés. Les films plastiques transparents qui entourent les packs

d'eau ou les magazines, les pots de yaourt ou de crème fraîche, les barquettes

alimentaires en polystyrène, les sacs de supermarché, les sacs de congélation, les films

à bulles… ne sont pas recyclés.

Trop légers, les emballages ne sont pas rentables à recycler.

Le chauffage des déchets plastiques dégagent le plus souvent des fumées qui peuvent

s’avérer toxiques.

Impact sur le chauffage des déchets plastiques

Lors de l’opération il y a dégagement de fumé qui, non seulement pollue l’air mais aussi

peut intoxiquer les travailleurs. Cette note est une synthèse bibliographique de la

composition des fumées issues du chauffage du plastique ainsi que leur impact sur la

santé humaine.

Tableau 22: Composition des fumées issues du chauffage de plastique

Type de plastique Composition des fumées

PVC HCl, CO, CO2

PET CO, CO2 , Oléfines, Aides benzoïque

PS CO, CO2, Styrènes

PP CO, CO2, Alcanes, Alcènes, Hydrocarbures cycliques

PE CO, CO2, Alcanes, Alcènes, Hydrocarbures cycliques

Le chlorure d’hydrogène HCl

C’est un gaz incolore, toxique et hautement corrosif, il forme des fumées blanches

au contact à l’humidité.

- Il forme de l’acide chlorhydrique au contact des tissus du corps

Page 82: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

71 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

- Son inhalation peut causer de la toux, la suffocation, l’inflammation des

parois nasales, de la gorge et du système respiratoire

- Dans les cas les plus graves, il peut entraîner un œdème pulmonaire,

une défaillance de système cardiovasculaire et la mort.

- Il peut causer aussi de graves brulures des yeux, des irritations oculaires

(conjonctive, larmoiement) et des dommages oculaires irréversibles.

Le monoxyde de carbone CO

C’est un gaz incolore, inodore et très toxique. Il représente un danger pour la vie des

hommes et les autres formes de vies aérobies :

- L’inhalation de quantités relativement faibles du toxique peut provoquer

une hypoxie majeure, des lésions neurologiques et, éventuellement, la

mort.

- Les premiers symptômes d’intoxication au monoxyde de carbone sont la

somnolence et les maux de tête, suivis par la perte de conscience, la

défaillance respiratoire et la mort.

Le dioxyde de carbone CO2

C’est un constituant naturel de l’atmosphère et un gaz incolore, inodore, à la saveur

piquante. Il est le deuxième gaz à effet de serre le plus important dans l’atmosphère

après la vapeur d’eau, contribuant respectivement à hauteur de 26 et 60 à ce

phénomène.

- A une concentration élevée, le CO2 peut entraver la fonction respiratoire

et causer une excitation suivie d’une dépression du système nerveux

central.

- Il peut aussi déloger l’oxygène de l’air, réduisant ainsi la concentration

d’oxygène respirable. Les effets d’une faible teneur en oxygène peuvent

ainsi être combinés aux effets toxiques du CO2

- il peut également provoquer des dommages à la rétine, rendre sensible à

la lumière (photophobie), et entraine des mouvements anormaux des

yeux, un rétrécissement du champ visuel et un agrandissement de la

tache aveugle.

Les oléfines : alcanes, alcènes, hydrocarbures cycliques

Page 83: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

72 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Ils sont volatils et sont bien absorbés par voie pulmonaire et diffusent ensuite jusqu’au

système nerveux central grâce à leur grande lipophile : ce sont des toxique nerveux.

Les acides Benzoïques

Ce sont les acides carboxyliques aromatiques dérivés du benzène. Ils favorisent

l’hyperactivité infantile, plus précisément le trouble du déficit de l’attention.

Le styrène

C’est un composé chimique incolore, huileux, toxique et inflammable.

- L’inhalation de concentration élevées de styrène peut occasionner des

troubles du système nerveux, tels que de la dépression ou des difficultés

de concentration, de la faiblesse musculaire, des nausées ainsi qu’une

irritation des yeux, du nez et de la gorge ; la somnolence, les vertiges,

l’asthénie et peut être cancérigène.

- Il présente également des risques d’incendie et d’explosion liés à son

caractère inflammable et forme facilement des mélanges explosifs avec

l’air au-dessus de 40 °C

-

IX.4 MESURES CONCRETES D’ATTENUATION ET DE SUPPRESSION DES

IMPACTS JUGES NEGATIFS

Beaucoup d’initiatives sont prises pour que les plastiques ne soient plus des ennemis

pour l’environnement. Mais ce sont les habitudes humaines qu’il faut changer afin de

diminuer la pollution par nos déchets plastiques de la planète.

Le mieux à faire serait d’installer un système de traitement des fumées.

En perspectives nous pensons qu’il faudra :

Du point de vue procédé

un prototype de fabrication permettant de maitriser et fixer les valeurs de

température, surtout il faut construire un malaxeur pour permettre le bon

malaxage de la pâte afin de réduire le temps de travail et augmenterait la qualité

du produit fini;

mener un plan d’expérience plus détaillé tenant compte de tous les paramètres ;

Page 84: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

73 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

installer un système de captage de fumée dégagée lors de la combustion des

plastiques et traiter les polluants suivants : CO, NOx, SOx etc…;

mener des tests ultra-violets pour le contrôle de qualité : la destruction des pavés

sous les rayons solaires ;

mener les tests de poinçonnements.

Du point de vue sécurité du personnel :

le port des matériels de protection doit être exigé à tous les personnels de travail ;

la mise en place d’un système de contrôle de température de l’unité ;

l’adoption d’un système de prévention d’éventuel incendie ;

le contrôle des accès et l’interdiction à toute personne non autorisée comme les

enfants.

On a constaté que sous une température élevée il se passe une combustion des

plastiques qui entraine un éclatement soudaine et dangereux de celui-ci. Donc nous

recommandons à la structure la mise en place de ses mesures de sécurité pour la

protection du personnel.

Du point de vue social :

La valorisation des ordures en pavés est ouverte à toutes les classes sociales. Donc

l’implication forte des femmes dans le domaine serait un atout non négligeable étant

donné qu’elles jouent un rôle important dans l’assainissement. Le système d’achat des

plastiques n’est pas du tout organisé.

Nous suggérons d’entreprendre en perspective un système d’encouragement par

exemple où les femmes serons au cœur de la vente de ces déchets plastiques.

Adopter une politique de vulgarisation du produit car les gens ne le connaissent pas

jusqu’à présent.

Page 85: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

74 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

CONCLUSION

Les études réalisées dans le cadre de ce travail nous ont permis de démontrer qu’il est

possible de valoriser les déchets emballages films plastiques pour la fabrication de pavé.

En effet, après une étude bibliographique sur les plastiques, nous avons effectué des

essais de production des matériaux. Les essais nous ont permis de déterminer les

meilleures conditions d’obtention des matériaux à base de déchets plastiques, de sable

ou de verre.

Les essais ont donné des résultats satisfaisants du point de vue résistance mécanique.

Le meilleur résultat des essais a donné :

une résistance à la compression supérieure à 8 MPa pour les pavés en sable ;

une résistance à la compression aux alentours de 5 MPa pour les pavés en verre ;

Les matériaux ainsi obtenus peuvent concurrencer sur le plan technique et financier les

matériaux classiques que l’on peut rencontrer actuellement sur le marché.

Sur le plan environnemental, la valorisation des déchets plastiques pour la fabrication de

matériaux de construction, nous permet aussi de réduire l’émission de gaz à effet de

serre. Elle permet aussi d’économiser de la matière telle que le pétrole.

Selon une évaluation économique, la réalisation de ce projet de valorisation en vue de

production de matériaux de construction, s’avère rentable pour la société, on peut

transformer jusqu’à 30 tonnes de déchets films par ans.

Du point de vue environnemental, la mise en place de ce projet n’engendre pas des

effets négatifs majeurs. Cependant une étude de conception et de réalisation d’un

malaxeur serait nécessaire pour la suite de cette travail afin d’optimiser les coûts de

production pour être compétitif sur le marché.

.

Page 86: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

75 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

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[24] : http://www.Valorisation des déchets à Mahajanga _ Etc Terra.html, (consulté le 12

Janvier 2016)

[25] : http:/www.mali-pense.net//Visite à l'usine de Sévaré, près de Mopti, Mali - MALI

PENSE.htm, (consulté le 12 Janvier 2017)

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

a TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXES

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

b TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXE1 : PRESENTATION JB

La société JB fait partie du groupe familial BASAN (BARDAY ASGAR ANIL). Depuis

sa création en1963, elle a fabriqué des produits alimentaires comme biscuits,

gaufrettes, snacks,….et destinés essentiellement au marché local et aussi à

l’exportation.

JB est aussi actuellement partenaire du réseau PlumpyField pour fabrication de

«plumpy »dans le but de lutter contre les enfants malnutris. Pour cette activité, JB

s’est dotée d’une nouvelle marque, TANJAKA Food.

Le groupe BASAN est marqué par 3 sociétés distinctes dont le DG actuel du groupe

est Karim BARDAY

- JB : Jean Barday, domaine biscuiterie et confiserie fabrication et distribution

de biscuits, gaufrettes, confiserie, bubble-gum et snacks.

- Lecofruit : conservation des fruits, à Tanjombato exploitation de légumes en

frais et conserves.

- OIM : Omnium Industriel de Madagascar (à Anjeva), dans le domaine cuir

modèle, fabrication et distribution de cuirs et chaussures.

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

c TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXE 2 : SOURCES DES DECHETS FILMS DE JB

Chargeur non conforme

Dimension de produits non

standard

Qualité du film non conforme

Friabilité de produit

Machine en marche

sans surveillance

Non contrôle des heures de

panne des personnels

Biscuits en désordres dans le chargeur

Personnels non qualifiés

Changement de bobine non standard

Films décentré

Attente produit conduisant à

l’arrêt fréquent de machine

METHODES MAIN D’OEUVRE

MACHINES MANAGEMENT MATIERES

DECHETS

FILMS

ELEVES

Diagramme d’ISHIKAWA sources des déchets films de JB

Température de chauffage

(molettes-mâchoire) non

conforme

Mâchoire endommagées

Erreur impression de

marquage

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d TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXE 3 : COMPACTEUR DE DECHETS FILMS DE JB

L’usine utilise un compacteur de déchet. Le principe est simple: réduire les déchets

encombrants à un volume minimum de manière efficace, rapide et économique.

1. Présentation de la machine

Compacteur de déchet films d’emballage plastique de JB

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e TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

2. Eléments constitutif de la machine

La machine est composée de trois parties bien distinctes :

La partie chauffante

Composé d’une chambre à double parois qui est chauffée par des résistances

chauffantes à une température de 250 à 300 °C pour la précuisons des déchets films

La partie compression

Composée d’une presse mécanique mue par un motoréducteur et un système à vis

écrou qui comprime les déchets ramollis/

La partie démoulage

Composé d’un tiroir de démoulage et d’une cuve de refroidissement

3. Principe de fonctionnement

Préchauffage de la chambre pendant 7mn pour atteindre la température de

300°C (au premier démarrage de la machine : le matin ou après plusieurs

heures d’arrêt)

Remplissage de la chambre avec 1,5kg à 2kg de déchets films (varie selon la

matière constituant du film)

Chauffage des déchets pendant 10min à 300°C

Compression des déchets pour réduire le volume en un cube compact de

20x20x20Cm

Démoulage du cube vers l’extrémité de la chambre de compression et

refroidissement dans une cuve de réception remplie d’eau

4. Cout d’investissements

Le cout de l’investissement de la machine en pièce est de 9 277 068 Ar avec une

main d’œuvre de 2 319 267Ar

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Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux

f TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Le cout total s’élève à 11 596 335Ar

5. Retour sur investissements

Données utilisateur de la machine de compactage

Capacité de traitement par jour 38 sacs de 2kg

Volume de déchets film de l’usine en 24h : 12h

Réduction de volume jusqu’à 90%

Données service de gestion et logistique des ordures (sécurité) :

Un enlèvement d’une benne de 10m3 d’ordures : 150 000ar

14 enlèvements par mois : 2 100 000Ar

168 enlèvements par an : 25 200 000Ar

Volume d’ordure par an : 1 680 m3

Volume de déchet brut par an : 1 176 m3

Volume de déchet film compacté par an : 117 m3

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g TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXE 4 : LISTE DES CODES DES PLASTIQUES

CODE NOMS COMMERCIAUX

PVC Souple Polychlorure de vinyle plastifié

PVC Rigide Polychlorure de vinyle non plastifié

PVC-C Polychlorure de vinyle surchloré (rigide)

Cop CV/CV Copolymère chlorure de vinyle/chlorure de vinylidène 80 ℅ de CV

Cop CV/AV Copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinylidène à 5 ℅ d’AV

PTFE Polytetrafluoréthylène

PTFCE polytrifluorochloroéthylène

PVDF polyfuorure de vinylidène

FEP Copolymère tétrafluoréthylène / perfluoropène

ETFE Copolymère tétrafluoréthylène / éthylène

ETFCE Copolymère éthylène / trifluorochloroéthylène

ABS Copolymère acrylonitrile / butadiène / styrène

SAN Copolymère styrène / acrylonitrile

ASA Copolymère SAN-ester acrylique

SB Copolymère styrène / butadiène

PMMA Polyméthacrylate de méthyle

PEHB Polyéthylène basse densité

PEHD Polyéthylène haute densité

PS Polystyrène

PP Polypropylène

PB Polybuthène

CA Acétate de cellulose

CAB Acéto-butyrate de cellulose

CP Propionate de cellulose

PC Polycarbonates

PPO Polyphénylène-oxyde

PSO Polysulfones

PES Polyéthersulfone

PET Polytéréphtalate d’ethylène

PBTP Polytéréphtalate de butylène

PA polyamide

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h TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

ANNEXE 5 : DETAILS DE CALCUL DU BILAN ECONOMIQUE

Coût de production

Essai 1 : 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 50℅

déchets films et 50 ℅ déchet PET

Désignation Quantité Unité

Prix Unitaire

[Ar]

Prix Total

[Ar]

Matières

premières

Films 2 Kg 0 0

Bouteille PET 20 Pièce 30 600

Sable 4 Kg 9,375 37,5

Transports

Copeaux de

bois 3,8 Kg 30 114

Déchets films 1 Kg 120 120

Sable 4 Kg 40 160

Prix pour 4 pavés = 1 031,5

Prix Pour 1pavé = 257,875

Prix Pour 1m2(Equivaut à 60 Pavés) = 15 472,5

Productivité annuelle [m2/an]= 1 000

Coût de production annuelle= 15 472 500

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i TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Essai 2 :50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 25℅

déchets films et 75 ℅ déchet PET

Désignation Quantité Unité

Prix

unitaire(Ar) Prix total (Ar)

matières

premières

Films 1 Kg 0 0

Bouteille PET 30 Pièce 30 900

Sable 4 Kg 9,375 37,5

transports

Copeaux de bois 3,8 Kg 30 114

Déchets films 1 Kg 120 120

Sable 4 Kg 40 160

Prix pour 4 pavés = 1331,5

Prix pour 1pavé = 332,875

Prix pour 1m2(équivaut à 60 pavés) = 19972,5

Productivité annuelle [m2/an]= 1 000

Coût de production annuelle= 19 972 500

Essai 4 :50℅ Plastique 50 ℅ verre dont le plastique est composé de 25℅ déchets

films et 75 ℅ déchet PET

Désignation Quantité Unité

Prix

unitaire(Ar) Prix total (Ar)

Matières

premières

Films 2 Kg 0 0

Bouteille PET 20

Pièc

e 30 600

Bouteille verre 8

Pièc

e 100 800

Transports

Copeaux de bois 3,8 Kg 30 114

Déchets films 1 Kg 120 120

Sable 4 Kg 40 160

Prix pour 4 pavés = 1794

Prix pour 1pavé = 448,5

Prix pour 1m2(équivaut à 60 pavés) = 26 910

Productivité annuelle [m2/an]= 1 000

Coût de production annuelle= 26 910 000

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k TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

RENTABILITE

Essai 1

0 1 2 3 4 5

investissement 5900000

chiffre d'affaire (CA) 32000000 32000000 32000000 32000000 32000000

charge variable (CV)

15472500 15472500 15472500 15472500 15472500

charge fixe (CF) 13200000 13200000 13200000 13200000 13200000

amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000

bénéfice avant impôt (marge) =

CA-CV-CF- AM

2407500 2407500 2407500 2407500 2 407500

bénéfice net (BN)= marge-

(IBS*marge)

1926000 1926000 1926000 1926000 1926000

cash-flow net= BN+AM -5900000 2846000 2846000 2846000 2846000 2846000

COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57

cash-flow actualisé -5900000 2541071,4 2268814 2025727 1808684 1614897

4359193,1

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l TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

TRI 24%

Délai de récupération

Essai 1 1 2 3 4 5

I = -5900000 2541071,43 4809885,2 6835611,79 8644296,24 10259193,1

CUMUL -56458928,6 +

2541071,43

= - 3358928,57

-3358928,57

+4809885,2

= -1090114,8

-1090114,8+

6835611,79

= 5745497

5745497

+ 8644296,24

= 14389793

14389793

+10259193,1

=24648986

Le délai de récupération se situe entre la deuxième et la troisième année

En effet en t = 2 ans on recevra 4 809885,2 Ar on a besoin de 1090114,8 Ar pour récupérer la mise ce qui se fera en 0,16 ans ou

encore 1 mois 28 jours.

Et par conséquent le délai de récupération est de 2ans 1 mois 28 jours.

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m TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Essai2

0 1 2 3 4 5

investissement 6300000

chiffre d'affaire (CA) 36000000 36000000 36000000 36000000 36000000

charge variable (CV) 19 972 500 19 972 500 19 972 500 19 972 500 19 972 500

charge fixe (CF) 13 200000 13200000 13 200000 13200000 13200000

amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000

bénéfice avant impôt (marge) = CA-

CV-CF-AM

1 907 500 1 907 500 1 907 500 1 907 500 1 907 500

bénéfice net (BN) = marge-(IBS*marge) 1 526 000 1 526 000 1 526 000 1 526 000 1 526 000

cash-flow net= BN+AM -6300 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000

COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57

cash-flow actualisé -6 300 000 2183928,6 1949936 1741014 1554477 1387926

2517282,6

TRI 14%

Page 101: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux

n TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Délai de récupération

Essai 2 1 2 3 4 5

I = -6300000 2183929 4133865 5 874879 7 429357 8 817283

CUMUL -6300000+2183929

= - 4116071

-4116071+4133865

= - 2166135

-2166135+ 5874879

=-425121

-425121+ 429357

= 7004236

7004236+8817283

=1813047

Le délai de récupération se situe entre la troisième et la quatrième année

En effet en t = 3 ans on recevra 5874879 Ar on a besoin de 425 121 Arpour récupérer la mise ce qui se fera en 0,06 ans ou encore

21 jours.

Et par conséquent le délai de récupération est de 3ans 21 jours.

Page 102: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux

o TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Essai 4

Essai 4 0 1 2 3 4 5

investissement 6 900000

chiffre d'affaire (CA) 43000000 43000000 43000000 43000000 43000000

charge variable (CV) 26910000 26910000 26910000 26910000 26910000

charge fixe (CF) 13 200000 13200000 13 200000 13200000 13200000

amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000

bénéfice avant impôt (marge) =

CA-CV-CF-AM

1970000 1 970000 1 970000 1 970000 1 970000

bénéfice net (BN) = marge-

(IBS*marge)

1576000 1576000 1576000 1576000 1576000

cash-flow net= BN+AM -6 900 000 2496000 2 496000 2 496000 2 496000 2 496000

COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57

cash-flow actualisé -6900000 2228571,4 1989796 1776603 1586253 1416297

2097521,40

Page 103: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux

p TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

TRI 10,42%

Délai de récupération

Essai 4 1 2 3 4 5

I = -6900000 2228571,4 4218367 5994971 7581224 8997521

CUMUL -6900000

+ 2228571,4

= - 4671429

- 4671429

+4218367

= -453061

-453061

+ 5994971

= 5541910

5541910

+ 7581224

= 13123134

13123134

+8817283

=22120655

Le délai de récupération se situe entre la deuxième et la troisième année

En effet en t = 2 ans on recevra 4218367 Ar on a besoin de 453061 Ar pour récupérer la mise ce qui se fera en 0,08 ans ou encore

1mois.

Et par conséquent le délai de récupération est de 2ans 1mois.

Page 104: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

Table des matières

REMERCIEMENTS…………………………………………………………………….…….I

SOMMAIRE…………………………………………………………………………………..II

LISTE DES TABLEAUX………………………………………………………..…………..IV

LISTES DES FIGURES……………………………………………………………………..V

LISTES DES ANNEXES………………………………………………………………..….VI

LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS…………………………………….....VII

INTRODUCTION……………………………………………………………………………..1

PARTIE. I ETUDES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES ...................................... 2

CHAPITRE. I LES POLYMERES ........................................................................... 3

I.1 HISTORIQUE ................................................................................................. 3

I.2 DEFINITION................................................................................................... 4

I.2.1 Polymère ................................................................................................. 4

I.2.2 Monomère ............................................................................................... 4

I.2.3 Degré de polymérisation ......................................................................... 4

I.3 CLASSIFICATION DES POLYMERES .......................................................... 5

I.3.1 Selon leur déformation, ........................................................................... 5

I.3.2 Selon leur plasticité ................................................................................. 6

I.3.3 Selon leurs propriétés ............................................................................. 7

I.3.3.1 Les thermoplastiques ........................................................................... 7

I.3.3.2 Les thermodurcissables ....................................................................... 7

I.3.3.3 Les élastomères .................................................................................. 8

I.4 LES POLYMERES SYNTHETIQUES USUELS ............................................. 8

I.4.1 Les polyéthylènes(PE) ............................................................................ 8

I.4.2 Le polypropylène (PP) ............................................................................ 9

Page 105: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

I.4.3 Les polystyrènes (PS) ............................................................................. 9

I.4.4 Les polyéthylènes théraphtalate (PET) ................................................... 9

I.4.5 Le polychlorure de vinyle(PVC) ............................................................. 10

I.4.6 Le polyuréthane(PU) ............................................................................. 10

I.4.7 Les polyesters(PEST) ........................................................................... 10

I.4.8 Les phénoplastes (PF) .......................................................................... 10

I.4.9 La cellulose ........................................................................................... 11

I.4.10 Les polyamides (PA) ............................................................................. 11

I.4.11 Les polyépoxydes (PEP) ....................................................................... 11

CHAPITRE. II LES MATIERES PLASTIQUES ...................................................... 12

II.1 GENERALITES SUR LES MATIERES PLASTIQUES ................................. 12

II.1.1 Historique .............................................................................................. 12

II.1.2 Origine .................................................................................................. 13

II.1.3 Classification ......................................................................................... 13

II.1.4 Les molécules de base ......................................................................... 14

II.1.4.1 Constitution des plastiques de polymérisation ................................... 14

II.1.4.2 Constitution des plastiques de polycondensation .............................. 14

II.1.5 PROPRIETES DES MATIERES PLASTIQUES .................................... 15

II.2 PRODUCTION DES MATIERES PLASTIQUES .......................................... 15

II.2.1 Matières premières ............................................................................... 15

II.2.1.1 Les poudres à mouler ........................................................................ 15

II.2.1.2 Les stratifiées .................................................................................... 16

II.2.1.3 Les plastiques armés ......................................................................... 17

II.2.1.4 Les résines liquides ........................................................................... 17

II.2.2 LES DEMI-PRODUITS ......................................................................... 17

II.2.2.1 Les extrusions: .................................................................................. 17

II.2.2.2 Les films, les feuilles et les plaques : ................................................. 17

II.3 INTERETS DES MATIERES PLASTIQUES ................................................ 17

II.3.1 Avantages et inconvénients des matières plastiques ............................ 17

II.3.1.1 Avantages .......................................................................................... 17

II.3.1.2 Inconvénients .................................................................................... 18

II.3.2 Domaines d’applications des matières plastiques ................................. 18

CHAPITRE. III LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES ............................................ 20

Page 106: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

III.1 Définitions .................................................................................................... 20

III.2 Catégories ................................................................................................... 21

III.3 Les matériaux en emballage ........................................................................ 22

III.3.1 Les papiers cartons ............................................................................... 22

III.3.2 Le verre ................................................................................................. 22

III.3.3 Le bois .................................................................................................. 22

III.3.4 Les matières plastiques ........................................................................ 22

III.3.5 L’acier ................................................................................................... 23

III.3.6 L’aluminium ........................................................................................... 23

III.4 LES EMBALLAGESALIMENTAIRES PLASTIQUES ET LES

VALORISATIONS POSSIBLES POUR LEURS DECHETS ................................... 23

III.4.1 Les matières plastiques courantes pour l’emballage ............................ 23

III.4.2 Valorisation des emballages plastiques ................................................ 25

III.4.2.1 La valorisation énergétique ................................................................ 25

III.4.2.2 La valorisation mécanique : ............................................................... 26

III.4.2.3 La valorisation chimique: ................................................................... 28

III.4.3 Critère à prendre en compte pour le recyclage des emballages en

plastiques .......................................................................................................... 28

III.4.3.1 Les composés ajoutés lors de la mise en œuvre ............................... 29

CHAPITRE. IV LES PAVES EN PLASTIQUE ........................................................ 30

IV.1 DEFINITIONDES PAVES ............................................................................ 30

IV.2 HISTORIQUE DES PAVES PLASTIQUES .................................................. 30

IV.3 LES TECHNIQUES DE FABRICATION DE MATERIAUX DE

CONSTRUCTION : ................................................................................................. 31

IV.4 AUTRES TYPES DE PRODUITS ................................................................ 33

PARTIE. II ETUDES EXPERIMENTALES ........................................................... 34

CHAPITRE. V LES DECHETS D’EMBALLAGE DE L’USINE JB ........................... 35

V.1 LE PROCEDE DE FABRICATION DE BISCUIT DE L’USINE ..................... 35

V.1.1 Pétrissage ............................................................................................. 35

V.1.2 Façonnage ............................................................................................ 36

V.1.3 Cuisson ................................................................................................. 36

V.1.4 Refroidissement : .................................................................................. 36

Page 107: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

V.1.5 Emballage et conditionnement : ............................................................ 36

V.2 LES MACHINES EMBALLEUSES DE JB .................................................... 36

V.3 LES SOURCES DE DECHETS FILMS ........................................................ 37

V.3.1 L’arrêt fréquent des machines emballeuses......................................... 38

V.3.2 Produit fini non conforme à la qualité exigée ........................................ 38

V.3.3 Machine en panne ................................................................................ 38

V.4 LE SUPPORT EMBALLAGES PLASTIQUES DE JB ................................... 39

V.5 LES DECHETS EMBALLAGES DE JB EN 2015 ......................................... 40

V.5.1 Situation en général .............................................................................. 40

V.5.2 Répartition des déchets d’emballage de JB .......................................... 40

CHAPITRE. VI MATERIAUX ET METHODES ....................................................... 42

VI.1 MATERIAUX ................................................................................................ 42

VI.1.1 Plastiques .......................................................................................... 42

VI.1.2 Sable ................................................................................................. 42

VI.1.2.1 Analyse granulométrique de Sable .................................................... 42

VI.1.2.2 Module de finesse du sable S ............................................................ 45

VI.1.3 Verre .................................................................................................. 46

VI.1.3.1 Les vitrifiant: ...................................................................................... 46

VI.1.3.2 Le fondant: ......................................................................................... 46

VI.1.3.3 Le stabilisant : .................................................................................... 47

VI.1.3.4 Colorants ........................................................................................... 47

VI.1.3.5 Les affinants ...................................................................................... 47

VI.1.3.6 Caractéristiques du verre utilisées ..................................................... 47

VI.1.4 Source d’énergie................................................................................ 47

VI.1.5 Moule ................................................................................................. 48

VI.2 METHODE UTILISE .................................................................................... 48

VI.2.1 Description du procédé ...................................................................... 48

VI.2.1.1 Préparation du mélange .................................................................... 48

VI.2.1.2 Chauffage .......................................................................................... 50

VI.2.1.3 Malaxage et mise en moule ............................................................... 52

VI.2.1.4 Refroidissement et démoulage .......................................................... 52

VI.3 DONNEES SPECIFIQUES A CHAQUE EXPERIMENTATION ................... 53

Page 108: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

VI.3.1 Temps de Fabrication des pavés ....................................................... 53

VI.3.2 Bilan énergétique ............................................................................... 53

VI.4 ESSAI DE RESISTANCE MECANIQUE DES PAVES ................................. 54

CHAPITRE. VII RESULTATS-DISCUSSION- ANALYSE ....................................... 56

VII.1 RESULTATS ................................................................................................ 56

VII.2 DISCUSSION ............................................................................................... 59

PARTIE. III EVALUATION DU COUT DU PROJET ET REGARD SUR LA

PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT ................................................................. 60

CHAPITRE. VIII EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET ............................... 61

VIII.1 ANALYSE DU PROCESSUS DU PROJET ................................................. 61

VIII.2 ETUDE DE MARCHE .................................................................................. 61

VIII.2.1 La demande ....................................................................................... 61

VIII.2.2 L’offre ................................................................................................. 62

VIII.2.3 La concurrence .................................................................................. 62

VIII.3 BILAN ECONOMIQUE ................................................................................. 62

VIII.3.1 Coût de production ............................................................................ 63

VIII.3.2 Investissement ................................................................................... 64

VIII.3.3 Prix de vente ...................................................................................... 64

VIII.3.4 Les critères derentabilité d’un projet .................................................. 65

VIII.3.4.1 Le délai de récupération ou pay-back ratio ..................................... 65

VIII.3.4.2 VAN ou Valeur actuelle Nette ......................................................... 65

VIII.3.4.3 TRI ou Taux de RentabilitéInterne .................................................. 66

CHAPITRE. IX REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT ........................................... 68

IX.1 DEFINITION................................................................................................. 68

IX.2 IMPORTANCE DE LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT A

MADAGASCAR ...................................................................................................... 68

IX.3 IMPACTS PROBABLES DU PROJET SUR L’ENVIRONNEMENT ............. 69

IX.3.1 les impacts positifs du projet .............................................................. 69

IX.3.2 Impacts négatifs................................................................................. 70

IX.4 MESURES CONCRETES D’ATTENUATION ET DE SUPPRESSION DES

IMPACTS JUGES NEGATIFS ................................................................................ 72

Page 109: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux

CONCLUSION………………………………………………………………………………74

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES…………………………………………………..75

REFERENCES WEBOGRAPHIQUE……………………………………………………77

ANNEXES ……………………………………………………………………………………a

Page 110: CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES ...

Auteur : TAFITASON Mahefanjaka Sandrio

Titre du mémoire : « Contribution à la valorisation des déchets emballages films plastiques de la société JB - Essai de fabrication de pavé en plastique » Nombre de pages : 77

Nombre de tableaux : 22

Nombre de figure : 32

RESUME

Tout au long de la production, beaucoup de facteurs imprévisibles conduisent à l’apparition

d’importante quantité de déchets d’emballage au sein de l’usine JB dont 24 tonnes ont été

recensées en 2015, d’où l’intérêt de les recyclés. Nous avons choisi de valoriser ces déchets pour la

fabrication de pavé autobloquant. Nous avons entamé le travail par les études bibliographiques. On

a ensuite interprété et mise en perspective les résultats obtenus antérieurement.

Nous avons effectué les essais de fabrication des matériaux qui nous a emmenés vers des résultats

largement satisfaisants. Le matériau qu’on a obtenu a une résistance à la compression de plus de

8 MPa. Les matériaux obtenus ont une composition massique constituée de 50% de plastique, 50%

de sable ou de verre. Nous avons ensuite effectué une évaluation économique et le projet s’avère

rentable pour cette société. Les études ont été terminées par un regard sur la protection de

l’environnement.

Mots clés : Déchets d’emballage ; Plastique ; Emballages ; Pavés.

ABSTRACT

All over the production, many factors unpredictable lead to the appearance of significant amount of

packaging waste within the JB Company. In 2015, an ample quantity to 24 tonne had counted, so

work concerning the recycling of this waste packing is important. We chose to valorize this waste for

the manufacture of pavement. We started work by bibliographic studies. We are interpreted then

and setting in perspective the gotten early results. We did the tests of manufacture of the materials

that took us toward an extensively satisfactory result then. The material that one got has a

resistance to the compression more than 8 MPa. Material obtained have a mass proportion

constituted of 50% of plastic, 50% of sand or glass. In the plan of economic, this project could give

more profit for the JB Company. Studies have been completed by a look at the protection of the

environment.

Keywords: Packing waste ; Plastic ; Packing ; Pavement.

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Adresse: lot IVF 167 Anosisoa Ambohimanarina ANTANANARIVO 101

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