L’activité industrielle connaît une révolution perpétuelle, dans un contexte de production mondiale de plus en plus exigeante, ce qui soulève de nouvelles contraintes sur la qualité de fabrication. Elle génère par conséquent des répercussions d’ordre environnemental, notamment dans le domaine du recyclage. Cela concerne notamment les industries de BTP, aéronautique, aérospatiale, nautique, navale ou encore automobile.
Ces secteurs deviennent de grands consommateurs de matériaux composites qui sont reconnus pour leur durabilité, leur résistance et leur long cycle de vie. La fabrication de ces matériaux complexes est cependant responsable de la production d’un important volume de déchets qui doit être recyclé afin de protéger durablement l’environnement. Ce recyclage demeure encore aujourd’hui un véritable casse-tête et la recherche de solutions innovantes devient primordiale.
Qu’est-ce que les matériaux composites ?
Les composites sont la combinaison de deux éléments ou plus, de nature différente et qui sont assemblés afin de créer un seul produit. Une grande variété de matériaux intervient dans leur composition, émanant de deux principales familles : la matrice d’une part, et le renfort d’autre part.
Les matériaux qui composent la matrice
On en distingue trois grandes catégories :
• les composites à matrice organique (CMO) qui utilisent des substances naturelles et synthétiques. Cette catégorie de matériaux est la plus répandue, elle-même classifiée en deux sous-produits : les composites à grande diffusion, représentant près de 85% des CMO, et les composites à haute performance qui sont les plus sollicités dans l’industrie de pointe
• les composites à matrice céramique (CMC): ce sont des fibres en céramique, comme leur nom l’indique ; ceux-ci sont reconnus pour leur résistance thermique et leur allègement
• les composites à matrice métallique (CMM): ils sont fabriqués à base de métal léger tel que le magnésium, le titane et l’aluminium
Quid du recyclage des composites ?
Ces matériaux complexes doivent suivre un processus spécifique dans leur recyclage afin de limiter leur impact environnemental. En effet, une fois décomposés, ils pourront être à nouveau réutilisés pour obtenir de nouveaux produits.
Toujours est-il que le recyclage se révèle toujours aujourd’hui être un défi, avec la nécessité de mettre en œuvre des solutions à concept novateur pour une utilisation sans danger, de manière durable et rentable. À cela s’ajoute la recherche de valeur ajoutée au moyen des nouveaux produits obtenus. En effet, différents modes de traitement doivent être envisagés en considération de l’enjeu non seulement environnemental mais aussi économique, conformément au principe de l’économie circulaire.
Les techniques de récupération diffèrent selon la constitution des composites, en tenant compte du potentiel de transformation, de valorisation énergétique et d’élimination. Chaque élément est séparé mécaniquement, puis le traitement et le recyclage proprement dit sont fonction de la nature des éléments décomposés.
Parmi les procédés utilisés, et toujours en considération de la nature des matériaux :
• le broyage et la réincorporation, pour les composites en fibres sèches et en fibres de verre
• la pyrolyse ou thermolyse, pour les composites en fibre de carbone, consistant à faire appel à la haute température pour la dégradation de certaines molécules
• la cimenterie, pour les composites en fibres de verre
• la vapo-thermolyse qui est la combinaison de la pyrolyse et du traitement par vapeur, adaptée à la décomposition de la matrice organique
• la solvolyse, qui fait intervenir les solvants en vue de la décomposition par procédé chimique
En résumé, les matériaux composites de haute performance ont progressivement trouvé une place dans des secteurs de pointe en raison de leur large application. La quantité de déchets associés à ces matériaux augmente et le problème de leur recyclage s’avère être un défi. Quelle que soit la décision prise, elle doit être prise en compte dès aujourd’hui afin d’apporter, le moment venu, une solution techniquement efficace et économique supportables pour limiter son impact environnemental.