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RCC Recyclage de déchets composites plastiques à fibre de carbone par l’utilisation d’une technologie à puissances pulsées DECHETS ET ECOLOGIE INDUSTRIELLE PROJET ACCOMPAGNÉ PAR LADEME DANS LE CADRE DU PROGRAMME ECONOMIE CIRCU- LAIRE, RECYCLAGE ET VALORISA- TION DES DÉCHETS DES INVESTISSEMENTS DAVENIR Durée : 4 ans Démarrage : avril 2016 Montant total projet : 6,46 M€ Dont aide PIA : 1,64 M€ Forme de l’aide PIA : subvention et avances rembour- sables Localisation : Saint Ouen l’Au- mône (Ile de France) Coordonnateur Contexte Les composites plastiques à fibre de carbone (Carbon Fiber Reinforced Plastic ou CFRP) sont des matériaux constitués de fibres liées entre elles par une résine. Ces matériaux, plus légers et souvent plus résistants que l’acier, sont en plein essor. Leur utilisation s’est fortement développée ces dernières années dans les domaines de l’aéronautique, de l’automobile, de l’éolien, des sports et des loisirs. La demande mon- diale actuelle en CFRP, estimée à 90 000 tonnes en 2015, devrait atteindre 175 000 tonnes en 2021. Une importante augmentation de la quantité de déchets issus de ces matériaux est attendue dans les prochaines années : d’abord en chute de production puis en déchets de pièces en fin de vie. Elaborée à partir d’un dérivé pétrolier, la fibre de carbone nécessite beaucoup d’énergie lors de sa fabrication. Pour limiter l’impact environnemental lié à l’utilisation de cette fibre, une solution de recyclage est indispensable. Nénamoins, il est difficile de séparer les fibres de carbone de la résine qui les imprègne. C’est pourquoi la plupart des déchets CFRP collectés en France sont aujourd’hui soit incinérés, soit enfouis. Face au défi majeur que représente le recyclage de ces déchets, un partenariat s’est structuré depuis plusieurs années entre SUEZ R&V OSIS FM, spécialiste dans la gestion des déchets industriels, et Xcrusher, une start-up spécialisée dans les puissances pul- sées appliquées au domaine de l’environnement, afin d’établir une solution adaptée de traitement. Objectifs L’objectif de ce projet est d’industrialiser une méthode de recyclage originale basée sur l’utilisation de courant électrique en pulsion pour séparer la résine des fibres. Simple et innovante, cette méthode permet de récupérer une fibre de carbone aux propriétés in- changées, sous ses formes les plus valorisables. L’ambition est de mettre au point une installation industrielle capable de recycler : Les chutes de production aéronautique avant mise en forme (matériaux non cuit = cru) ; Les déchets issus du démantèlement d’avions en fin de vie et les chutes de produc- tion aéronautique après mise en forme (pièces cuites). Résultat : une fibre recyclée sans aucune résine à sa surface, aux propriétés méca- niques identiques à celles d’une fibre neuve. Autre point positif, le procédé consommera très peu d’énergie et n’utilisera pas de procédé chimique. L’objectif de ce projet est alors plus globalement de démontrer l’efficacité et la profitabili- té d’une telle installation en tant que nouvelle filière de recyclage. Partenaire © Suez FM Déchet non-polymérisé

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RCC

Recyclage de déchets composites plastiques à fibre de carbone par l’utilisation d’une technologie à puissances pulsées

DECHETS ET ECOLOGIE INDUSTRIELLE

PROJET ACCOMPAGNÉ PAR L’ADEME DANS LE CADRE DU PROGRAMME ECONOMIE CIRCU-

LAIRE, RECYCLAGE ET VALORISA-

TION DES DÉCHETS DES INVESTISSEMENTS D’AVENIR

Durée : 4 ans Démarrage : avril 2016 Montant total projet : 6,46 M€ Dont aide PIA : 1,64 M€ Forme de l’aide PIA : subvention et avances rembour-sables

Localisation : Saint Ouen l’Au-mône (Ile de France) Coordonnateur

� Contexte Les composites plastiques à fibre de carbone (Carbon Fiber Reinforced Plastic ou CFRP) sont des matériaux constitués de fibres liées entre elles par une résine. Ces matériaux, plus légers et souvent plus résistants que l’acier, sont en plein essor.

Leur utilisation s’est fortement développée ces dernières années dans les domaines de l’aéronautique, de l’automobile, de l’éolien, des sports et des loisirs. La demande mon-diale actuelle en CFRP, estimée à 90 000 tonnes en 2015, devrait atteindre 175 000 tonnes en 2021. Une importante augmentation de la quantité de déchets issus de ces matériaux est attendue dans les prochaines années : d’abord en chute de production puis en déchets de pièces en fin de vie.

Elaborée à partir d’un dérivé pétrolier, la fibre de carbone nécessite beaucoup d’énergie lors de sa fabrication. Pour limiter l’impact environnemental lié à l’utilisation de cette fibre, une solution de recyclage est indispensable. Nénamoins, il est difficile de séparer les fibres de carbone de la résine qui les imprègne. C’est pourquoi la plupart des déchets CFRP collectés en France sont aujourd’hui soit incinérés, soit enfouis.

Face au défi majeur que représente le recyclage de ces déchets, un partenariat s’est structuré depuis plusieurs années entre SUEZ R&V OSIS FM, spécialiste dans la gestion des déchets industriels, et Xcrusher, une start-up spécialisée dans les puissances pul-sées appliquées au domaine de l’environnement, afin d’établir une solution adaptée de traitement.

� Objectifs L’objectif de ce projet est d’industrialiser une méthode de recyclage originale basée sur l’utilisation de courant électrique en pulsion pour séparer la résine des fibres. Simple et innovante, cette méthode permet de récupérer une fibre de carbone aux propriétés in-changées, sous ses formes les plus valorisables.

L’ambition est de mettre au point une installation industrielle capable de recycler :

� Les chutes de production aéronautique avant mise en forme (matériaux non cuit = cru) ;

� Les déchets issus du démantèlement d’avions en fin de vie et les chutes de produc-tion aéronautique après mise en forme (pièces cuites).

Résultat : une fibre recyclée sans aucune résine à sa surface, aux propriétés méca-niques identiques à celles d’une fibre neuve. Autre point positif, le procédé consommera très peu d’énergie et n’utilisera pas de procédé chimique.

L’objectif de ce projet est alors plus globalement de démontrer l’efficacité et la profitabili-té d’une telle installation en tant que nouvelle filière de recyclage.

Partenaire

© S

uez

FM

Déchet non-polymérisé

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L’ADEME est un établissement public placé sous la tutelle conjointe des ministères de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie, et de l’Enseignement supérieur et de la Recherche

� Déroulement La phase pilote du projet, basée en Île-de-France, aura pour but de concevoir, d’exploiter et d’ajuster le procédé grâce à des retours d’utilisateurs et à une caractérisation avancée de la fibre recyclée.

D’ici fin 2019, le procédé sera industrialisé pour aboutir à une unité opérationnelle capable de traiter 300 tonnes de déchets par an.

� Résultats attendus

Innovation

Le caractère innovant de ce projet réside dans les formes possibles de la fibre sortante. Sous sa forme longue, la fibre recyclée, identique à de la fibre neuve, est remise en bobine. Broyée, de la fibre courte ou de la poudre sont obtenues.

Economique et social

Le projet RCC aboutira à la mise sur le marché d’une fibre recyclée dont le rapport qualité/prix permettra des applica-tions jusque-là inaccessibles à ce type de matériaux. La mise en place d’une nouvelle filière de recyclage débou-chera sur la création d’emplois au sein des futures usines de recyclage, mais aussi chez les utilisateurs de ces fibres développant de nouveaux produits.

Environnement

La conséquence directe de cette nouvelle filière sera la diminution de la quantité de déchets incinérés ou enfouis.

Le procédé permettra aussi une économie importante en énergie primaire, et n’utilisera pas de solvants. Par ail-leurs, une solution de valorisation de la résine séparée de la fibre sera étudiée.

� Application et valorisation Les différentes formes de fibres issues du procédé permet-tront de nombreuses applications.

� En bobine, elle peut prétendre aux mêmes applications qu’une fibre neuve. Les procédés de tissage, d’aligne-ment et d’imprégnation permettront des applications de pièces semi-structurelles à structurelles dans l’aéronau-tique, l’automobile ou encore les sports et loisirs.

� Courte de quelques millimètres, elle trouve tout particu-lièrement sa place dans des pièces automobiles de grande série à performance intermédiaire, comme des sièges ou des planchers.

� En poudre, ses propriétés électrochimiques la destinent notamment à des applications dans le domaine du stockage de l’énergie.

La mise au point d’une telle unité industrielle, facilement réplicable et créatrice de valeur, est très prometteuse pour le recyclage des matériaux composites à fibre de carbone.

Contacts

Dominique PRESSE

[email protected]

Aziz BENTAJ

[email protected]

Pour en savoir plus

www.ademe.fr/invest-avenir

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Echantillon réalisé à partir de fibre de carbone recyclée

Fibre de carbone longue recyclée