Tesis sobre el tema "Matières plastiques – Déchets – Sénégal"

Nous avons étudié la pollution marine des sédiments et des eaux côtières de la presqu’ile du Cap-Vert et de la Petite côte. Les résultats montrent que la perception des populations n’est pas toujours en phase avec les observations scientifiques. La population signale un niveau de pollution principalement modérée mais qui s’est aggravé ces dix dernières années. La majorité des sites étudiés n’est pas conforme aux qualités microbiologiques de l’eau de baignade d’un point de vu microbiologique. Les quantités de microplastiques de certains sites sont élevées. Les macroplastiques en mer, ne sont pas significativement présents sur tous les sites échantillonnés. Pour les ETM seuls le chrome et le nickel sont au-dessus de la concentration d'effet probable (CEP) sur les organismes marins en ce qui concerne la fraction ≤ 100 μm. Les premiers niveaux trophiques de la chaine alimentaire du milieu marin ne semblent pas être affectés par la toxicité des sédiments alors que les niveaux moyens et supérieurs le sont davantage. La majorité (81%) des sites étudiés ont révélé un niveau d’écotoxicité supérieur à 20%, via le test d’embryotoxicité de Magallana gigas reconnu pour sa plus grande sensibilité par rapport aux autres bioessais. Par conséquent, l'évaluation de la toxicité des sédiments marins montre que la majorité des sites sélectionnés apparaissent dans un mauvais état écotoxicologique. La variabilité inter-sites des résultats sont dues aux caractéristiques des sites
We studied the marine pollution of the sediments and coastal waters of the Cape Verde peninsula and the Petite Côte. The results show that the perception of the population is not always in line with scientific observations. The population reports a mainly moderate level of pollution, which has worsened over the last ten years. The majority of the sites studied do not comply with the microbiological quality of bathing water from a microbiological point of view. The quantities of microplastics at some sites are high. Macroplastics at sea are not significantly present at all the sites sampled. For TMEs only chromium and nickel are above the probable effect concentration (PEC) on marine organisms for the fraction ≤ 100 μm. The first trophic levels of the marine food chain do not seem to be affected by sediment toxicity, whereas the middle and upper levels are more affected. The majority (81%) of the sites studied revealed a level of ecotoxicity greater than 20%, via the Magallana gigas embryotoxicity test, which is known to be more sensitive than other bioassays. Consequently, the assessment of the toxicity of marine sediments shows that the majority of the selected sites appear to be in a poor ecotoxicological state. The inter-site variability of the results is due to the characteristics of the sites

Analyse des dechets susceptibles d'utilisation et definition des criteres de choix. Etudes experimentales sur appareils de grande dimension (essais triaxiaux et a la boite), montrant l'apparition d'une pseudo-cohesion, quantifiee theoriquement. Etude experimentale de la poussee d'un massif renforce sur un ecran, sur modele reduit analogue a rouleaux de schneebeli, avec interpretation theorique de la diminution de la poussee

Le probleme de stockage des dechets de toutes sortes, et notamment des matieres plastiques, devient de plus en plus preoccupant. Les methodes de recyclage existantes sont souvent couteuses, et necessitent un traitement prealable des dechets. De plus, l'urbanisation grandissante oblige les pouvoirs publics a construire sur des terrains difficiles. Le procede plastbloc est un procede de remblais alleges en dechets de matieres plastiques compactees. Il permet de resoudre les problemes d'allegement des terrains compressibles et constitue un recyclage efficace et peu couteux de grandes quantites de dechets. Nous presentons ici des etudes en laboratoire en vraie grandeur. Les tassements et la poussee sur un ecran ont ete suivis sur un remblai experimental instrumente. Une etude en laboratoire du comportement des differentes interfaces en presence: bloc sur bloc, bloc sur sol, ainsi que le cisaillement d'un bloc est effectuee et conduit a une methode de predimensionnement. Une deuxieme etude concernant le comportement du materiau sous des charges cycliques simulant le trafic lourd montre que le comportement est essentiellement lie a la densite initiale au demarrage des cycles de chargements

Le travail realise dans le cadre de cette these est l'etude du renforcement des sols par nappes discontinues en matieres plastiques souples. En effet, la production de dechet de matieres plastiques ne cesse de croitre. Le procede plasterre (plastique + terre) permet de valoriser ces dechets (solution economique et ecologique aux problemes poses par les dechets) en les reemployant pour renforcer les sols et ameliorer leurs caracteristiques mecaniques. Pour obtenir la meilleure representativite des phenomenes reels, les essais de laboratoire (triaxial, traction, ancrage, frottement, cisaillement, portance) ont ete realises sur des appareils de grandes dimensions. Afin de representer le mode reel de rupture lors d'un glissement d'un remblai, nous avons mis au point un essai original a plan de cisaillement vertical. Pour cela, un appareil a ete concu et construit. Les caracteristiques du sol utilise obtenues a l'aide de cette boite sont comparees a celles obtenues a la boite a plan de cisaillement horizontal. Les resultats des simulations numeriques sont compares avec les resultats experimentaux. Des essais effectues sur la nouvelle boite de cisaillement ont permis de mesurer l'influence de deux parametres : la taille et la masse surfacique des elements discontinus de renfort. Dans le but d'etudier l'effet des matieres plastiques sur la capacite portante des fondations superficielles, il a ete convenu de realiser une serie d'essais de portance des sols renforces par nappes de matieres plastiques. L'experimentation est effectuee au laboratoire a echelle reduite sur un massif constitue par le materiau analogique de taylor-schneebeli qui obeit a la loi de coulomb. Nous avons mis en valeur l'influence d'un grand nombre de parametres experimentaux sur la portance du sol tels que la quantite des morceaux plastiques par nappe, la forme geometrique des morceaux plastiques, la profondeur de la premiere nappe, le nombre de nappe des morceaux plastiques, l'espacement des nappes, et le mode de fixation des nappes continues. Une analyse de stabilite d'un ouvrage renforce avec des nappes discontinues en matieres plastiques est faite avec des outils informatiques en tenant compte des resultats obtenus a partir des etudes de laboratoire.

Le procede plasterre est un procede de renforcement des sols par des nappes de dechets plastiques. La technique consiste a mettre des nappes horizontales de dechets plastiques dans les remblais au cours de leur construction dans le but d'en ameliorer leurs caracteristiques mecaniques et ainsi d'en raidir leur pente. Les etudes experimentales a l'appareil triaxial de grandes dimensions (diametres=203 mm et hauteur=390 mm) ont mis en evidence l'amelioration de ces caracteristiques par l'introduction des nappes. Une etude de l'evolution de la poussee exercee par un massif renforce sur un ecran menee dans une grande cuve est presentee. Un remblai temoin en vraie grandeur renforce avec des nappes horizontales de dechets plastiques est construit en utilisant les resultats obtenus a partir des etudes au laboratoire. Des mesures de tassement et de mouvement sur les talus apres deux ans de sa construction sont exposees. Une analyse de stabilite est faite avec des outils informatiques. Cette etude se termine par la realisation d'un chantier d'elargissement d'une route departementale. Une analyse de stabilite est faite en tenant compte des resultats obtenus a partir des etudes de laboratoire

L’obligation croissante de gérer et de valoriser les déchets industriels et ménagers conduit au développement de nouveaux produits recyclés. Notre étude concerne la valorisation de sous-produits de la filière bois par agglomération sous forme de panneaux au cours d'un procédé simple de pressage à chaud. Le premier type de produits développés est constitué de sciure de chêne ou de broyat de résineux agglomérés par des déchets plastiques d'origine industrielle ou ménagère (proportions massiques: 3: 1). L’utilisation de déchets humides ou l'addition d'agent tensioactif pour homogénéiser les mélanges bois-plastiques ainsi que l'optimisation des paramètres de fabrication ont conduit à l'obtention de panneaux aux résistances en flexion proches de celles des panneaux de particules. Les panneaux bois-thermoplastiques présentent des variations dimensionnelles après immersion plus faibles que les panneaux de particules. Ces caractéristiques peuvent être expliquées par l'adhésion mécanique entre bois et plastique, adhésion mise en évidence par microscopie électronique à balayage. De plus, la nature thermoplastique des déchets autorise le recyclage des produits fabriqués : des tests de recyclages successifs, par simple rebroyage et repressage sans addition de matière, ont montré une décroissance lente des caractéristiques mécaniques par rapport à celles des panneaux de première génération. Reste le problème du coût de fabrication de tels matériaux : face au prix bas des panneaux de particules, consécutif à une production de masse, il apparaît difficile de rivaliser. Toutefois, l'évolution réglementaire visant à favoriser le recyclage pourrait à court ou moyen terme rendre ces composites économiquement intéressants. Le second type de matériaux réalisés est constitué majoritairement d'écorces : il s'agit soit de panneaux biodégradables à usage horticole, soit de panneaux décoratifs destinés au secteur de l'agencement et de l'ameublement. Une première approche de marché s'est avérée prometteuse et permet d'espérer un développement à court terme de ces produits

Le recyclage des véhicules hors d'usage impose une séparation des éléments qui les constituent. Dans le cas particulier des matières plastiques, un tri supplémentaire par matière serait nécessaire pour obtenir des gisements homogènes, mais les coûts sont rédhibitoires. Il faut donc accepter de recycler des polymères mélanges. L'étude engagée ici concerne un mélange à base de polypropylène et d'une faible quantité de polyamide. D'abord, il a été constaté qu'une quantité de polyamide supérieure à 5% en volume était préjudiciable aux propriétés en traction du polypropylène. Des compatibilisants ont été ajoutés. Si l'effet de dispersion s'est bien produit, il s'est opère parallèlement une fragilisation relativement surprenante : la réaction chimique consécutive à la compatibilisation a provoqué une diminution de la déformabilité du matériau. Puis, les méthodes d'investigation engagées pour l'étude du couple polypropylène/polyamide ont été adaptées à d'autres couples de compositions similaires. Le taux de 5% est effectivement un taux critique, quelle que soit l'impureté introduite dans le polypropylène
C'est le cas pour le polyoxyméthylène, et également pour un matériau pourtant très différent des thermoplastiques : le carbonate de calcium. Ce taux de 5% en volume semble marquer une transition de type ductile-fragile observée lors de la sollicitation en traction. La sensibilité particulière des caractéristiques autour de ce taux, la proximité de la température de transition vitreuse du polypropylène et la modification de la mobilité moléculaire due à la compatibilisation expliquent les valeurs a priori surprenantes mesurées sur certains allongements à la rupture. De plus, il est intéressant de constater que, contrairement à ce que l'on lit dans la littérature concernant les mélanges équilibrés de polymères incompatibles, l'adjonction de compatibilisants n'est pas nécessaire. Cette différence de tendance s'explique par la conjonction des facteurs que l'on vient d'évoquer, sans laquelle cette transition ductile-fragile, différente de la transition vitreuse, n'aurait pas été mise en évidence

L'utilisation de blocs de dechets de matieres plastiques compresses et ligatures permet d'une part, grace a la legerete de ce nouveau materiau de resoudre les problemes de tassements des remblais construits en sites compressibles et d'autre part de valoriser des dechets couteux a eliminer. Le pressage unidirectionnel de ce materiau forme d'un empilement de couches de dechets lui confere une orthotropie de revolution. Des essais de compressibilite et de fluage sur blocs reels et sur echantillons ainsi que des essais de chargements cycliques et biaxiaux ont permis de modeliser, avec une precision satisfaisante, le comportement viscoelastique non lineaire de ce materiau

L'incinération en lit fluidisé des matières plastiques est un moyen économique de valoriser ce type de déchets car elle permet de récupérer leur fort pouvoir énergétique. Cette technologie assure également une bonne maîtrise de la combustion tout en limitant les émissions polluantes (oxydes d'azote et de soufre). Ce travail décrit tout d'abord la conception d'un dispositif d'incinération adapté à l'étude de la combustion de déchets en lit fluidisé dense. L'installation permet l'obtention de données de fonctionnement d'un régime stationnaire de combustion. Les comportements thermique et hydrodynamique ainsi que l'efficacité de la combustion sont suivis en continu par l'utilisateur en étudiant les évolutions temporelles des commandes (débit d'air, débit en déchet) et des différentes sorties du réacteur (températures, pressions statiques, concentrations en polluants). La répartition spatiale des gaz et des solides imbrûlés est effectuée en fonction des coordonnées axiales et radiales de la colonne de fluidisation. L'utilisation de cette installation à la combustion de grains de polyamide-6,6 a permis de rechercher les mécanismes de transformation de l'azote de ce combustible. Un mécanisme de décomposition du polyamide-6,6 a été proposé et les interactions entre les différents polluants dosées dans l'ensemble du réacteur ont été déterminées. Les réactions prépondérantes de réduction et d'oxydation des oxydes d'azote dans la colonne ont été identifiées. L'amélioration de la combustion du polyamide a été conduite en agissant sur l'excès d'air. Une simulation cinétique des réactions en phase gazeuse dans la zone de la colonne de fluidisation exempte de solide a été établie en utilisant le logiciel Chemkin et la base de données mécanistique de Miller et Bowman. Elle nous a permis d'approcher les résultats expérimentaux de l'essai de combustion réalisé en présence de 20% d'excès d'air.

Les déchets kératiniques connaissent à ce jour peu de valorisation. Par ailleurs, la situation économique actuelle du textile incite au développement technologique pour accroître la compétitivité des entreprises. De ces étáts de fait, l'étude de la valorisation des déchets kératiniques par voie thermo-mécano-chimique en fibre artificielle est enviságée. La matière de référence est la laine. La transformation thermo-mécanique montre qu'il est possible de plastifier la laine. Une ouverture vers les techniques de mises en forme des polymères pour la laine est proposée. La transposition du procédé Lyocell à la laine, consistant à la solubiliser dans le NMMO pour obtenir une solution filable, ne conduit à des solutions qu'au prix d'une dégradation du solvant entraînant celle de la laine. Par réduction et oxydation des ponts disulfures, des granulés thermoformables sont obtenus. Le filage de laine oxydée régénérée en présence de plastifiant conduit à des filaments qui sont caractérisés
Nowadays, wastes of keratinous sources, which are present in numerous areas, do not have any way of valorization. By another way, today's economical situation of the Textile in industrialised countries, and moreover in France, incite to the technological development for competitive improvement. From these points, it has been considered to study a way of valorization of keratinous wastes by thermo-mechano-chemical transformation to obtain artificial textile filaments. This first study uses as keratinous reference material wool sheep. After a theoretical study of the different points of the subject, we have approached this study by three different axes. The study of the thermo-mechanical transformation of wool shows that it could be plastified by twin-screw extrusion or by thermo-forming. An opening to the use of the molding techniques of usual polymers to obtain wool molded articles was then proposed. Tranposition tests of the Lyocell process to wool are then tried. The purpose is to solubilize wool in N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO) to obtain spinable and regenerable solution. The solubilization of wool by NMMO in classical reactor, is obtained only if the solvent decomposes which engender the degradation of wool. By extrusion, any solubilization occur. The chemical transformation of wool, by reduction (with thioglycollic acid) or oxidation (with peracetic acid) of the disulfide bonds leads to thermo-formable granules. In the case of the reduction, the process is hardly controllable, but with oxidation it is possible to treat larger quantities of material. Spinning of regenerated oxidized wool with plasticizers has been undertaken by twin-screw extrusion. Continuous filaments could have been realized and characterized.

De nos jours, les déchets plastiques ont envahi l’ensemble des écosystèmes marins du monde en n’épargnant aucune zone. La demande mondiale de plastique ne cesse de croitre d’année en année, malgré l’impact dramatique qu’il provoque sur l’environnement lorsqu’il est laissé dans la nature. On estime que chaque année entre 4.8 et 12.7 millions de tonnes de plastiques finissent dans les océans. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre de cette urgence environnementale, en permettant de mieux identifier les biofilms bactériens attachés aux différents plastiques (« plastisphère) et de mieux caractériser le phénomène de biodégradation de certains polymères en milieu marin. Dans un premier temps, l’analyse d’échantillons prélevés pendant deux expéditions (l’expédition Tara-Méditerranée et Tara-Pacifique) ont permis de caractériser la biogéographie des biofilms bactériens spécifiques des plastiques. Cette comparaison a permis de mettre en évidence une niche écologique à la surface des plastiques distincte de l’eau environnante, nettement influencé par la géographie, expliqué principalement par la température. L’étude taxonomique a permis de mettre en évidence un « core microbiome », dominé par un genre de cyanobactérie (Rivularia sp.) et des familles connues (Rhodobacteraceae et Flavobacteraceae) comme étant colonisateurs de plastique en milieu marin. Dans un second temps, la colonisation bactérienne sur différents polymères a été étudiée grâce à des aquariums en circuit ouvert sur la baie de Banyuls. Le processus de biodégradation a été étudié en milieu artificiel sans source de carbone que le polymère, imitant l’environnement marin et en suivant plusieurs paramètres expérimentaux. Dans notre étude aucune spécificité des communautés microbiennes liées à la nature des polymères a été observée pendant la phase de croissance du biofilm. Le processus de biodégradation à pu être mis en évidence sur certains polymères tels que le PHBV, Bioplast, Mater-Bi et la cellulose grâce notamment à une activité bactérienne maintenue tout au long de l’incubation. Dans un troisième temps, une souche provenant du biofilm mature du PHBV a pu être isolée pour étudier spécifiquement son processus de biodégradation. L’analyse du génome d’Alteromonas sp., a révélé la présence de 4 dépolymérases dont 3 externes et 1 interne, expliquant sa capacité à dégrader le PHBV. L’étude du génome a aussi permis de mettre en évidence deux voies de synthèse des PHA l’une permettant la synthèse de PHASCL et l’autre de PHAMCL. Enfin, l’étude de la biodégradation du PHBV par un consortium naturel a été approfondi grâce à un marquage isotopique du polymère. Cette nouvelle expérimentation couplée à une analyse métagénomique a permis d’étudier des communautés fonctionnelles pouvant assimiler le carbone du polymère. Les travaux menés durant cette thèse permettent de mieux identifier les biofilms bactériens se développant à la surface de polymères biodégradables et non dégradables, et également d'affiner la caractérisation du processus de biodégradation en milieu marin grâce à l'utilisation de différents paramètres tels que la production bactérienne, la respiration, la perte de poids, le suivi de l’assimilation du carbone marqué ou l’imagerie en microscopie. Ces études sont primordiales pour mieux comprendre le processus de biodégradation des plastiques en mer et ainsi proposer des adaptations aux normes de standardisations régissant l’environnement marin et actuellement peu représentative
Nowadays, plastic waste has invaded all of the world's marine ecosystems, sparing no area. The global demand for plastic continues to grow year after year, despite its dramatic impact on the environment when plastic is left in nature. It is estimated that each year between 4.8 and 12.7 million tonnes of plastics end up in the oceans. This PhD aims and works fall within the framework of this environmental emergency, by making possible to better identify the bacterial biofilms attached to different plastics (the so called "plastisphere) and to better characterize the biodegradation process of certain polymers in the marine environment. The first stage, was to analyse the microbial diversity of samples taken during two expeditions (the Tara-Mediterranean expedition and Tara-Pacific) in order to characterize the biogeography of bacterial biofilms specific to plastics. The comparison between samples from the Pacific and the Mediterranean see allow to highlight an ecological niche on the surface of plastics distinct from the surrounding water. Niche which is clearly influenced by geography, explained mainly by temperature. The taxonomic study revealed a "core microbiome" dominated by a genus affiliated to the cyanobacteria and families (Rhodobacteraceae and flavobacteraceae) known to be colonizers of plastic in the marine environment. Then, the bacterial colonization on different polymers was studied in aquarium using uninterrupted circulation of seawater collected continuously from the Banyuls Bay. The biodegradation process was studied using an artificial environment without any other carbon source than the polymer in order to mimic the marine environment, and by following several experimental parameters (Bacterial production, respiration, loss of mass). In our study we observed during the growth phase of the biofilm no specific microbial communities related to the nature of the polymers. The biodegradation process has been demonstrated on certain polymers such as PHBV, Bioplast, Mater-Bi and cellulose, in particular due to the bacterial activity maintained throughout the incubation. Next, a strain Alteromonas sp., isolated from the mature biofilm of the PHBV allow us to explore its biodegradation capabilities. The analysis of the genome of Alteromonas sp. revealed the presence of 4 depolymerases, with 3 external and 1 internal, explaining its ability to degrade PHBV. The study of the genome also revealed two pathways for the PHA synthesis, one allowing the synthesis of PHASCL and the other of PHAMCL. Finally, the study of the biodegradation of PHBV by a natural consortium was done using isotopic labelling of the polymer. This experiment, coupled with metagenomic analysis, allowed the study of functional communities that can assimilate the carbon of the polymer. Thus, this PhD work enhanced the identification of the bacterial communities inhabiting the biofilms developed on the surface of polymers (biodegradable and non-degradable), and also to refine the characterization of the biodegradation process in the marine environment owing the use of various parameters such as the bacterial production, respiration, weight loss, monitoring of labeled carbon and microscopy. These studies are essential for a better understanding of the biodegradation process of plastics at sea and thus to propose adaptations to the standards methods governing the marine environment and currently not very representative

Rebuts inevitables de notre societe de consommation, les dechets plastiques ne cessent de croitre et de s'accumuler. Le domaine des travaux publics est une branche economique tres grosse consommatrice de materiaux. Pour faire face a leur rarefaction, ce domaine devrait, grace au developpement de techniques innovantes, pouvoir absorber la majorite des dechets plastiques comme materiau de substitution. Ce present travail rend compte d'une technique reemployant des dechets plastiques ; cette technique, appelee plastbloc, est un procede de remblai allege constitue d'un empilement de blocs de matieres plastiques fortement comprimes et ligatures. Les essais de compressibilite et fluage effectues sur des blocs de taille reelle ont montre que ce materiau est viscoelastique, son comportement est essentiellement lie a la densite initiale et a la nature des dechets reutilises. D'autres essais ont ete realises pour etudier le comportement a l'eau et la permeabilite de plastbloc. Ce procede est applique sur trois chantiers: remblai a l'arriere d'un rideau de palplanches pour l'elargissement d'une route, remblai au-dessus d'une canalisation et remblai derriere une culee de pont. Afin de valider l'exactitude du comportement des blocs et les applications realisees, un modele rheologique unidimensionnel a ete elabore

Le travail realise au cours de cette these concerne la synthese de copolymeres greffes et leur application a l'emulsification de melanges de polymeres. Ces copolymeres greffes sont prepares par ozonisation de polymeres tels que le polyethylene, suivie d'un greffage en masse de monomeres tels que le styrene ou le methacrylate de methyle. Ces produits ont ete parfaitement caracterises sur le plan structure et composition chimique. Par la suite, ils ont ete additionnes en faibles quantites dans des melanges binaires de polymeres vierges: pe/pvc emulsifie avec 5% de peg pmma; pe/ps emulsifie avec 5% de peg ps mais aussi ternaires: pe/pvc/ps emulsifies avec 2,5% de chaque copolymere precedent. Dans tous les cas, les melanges ont ete caracterises sur le plan de leur mise en uvre mais aussi sur le plan de leurs caracteristiques mecaniques. On observe ainsi un net effet des copolymeres prepares sur l'amelioration des proprietes mecaniques, notamment le module de young, la resistance a la rupture en traction et l'absorption d'eau bouillante. Enfin, les memes essais ont ete realises sur des plastiques de recuperation ou l'on montre l'interet de ce type de copolymere, notamment dans le concept de recyclage des dechets de plastiques

Le recyclage des déchets plastiques issus des déchets d'équipements électriques et électroniques (D3E) est devenu un enjeu majeur de nos sociétés afin de limiter leur impact environnemental. Le recyclage mécanique apparaît aujourd’hui comme une solution mature industriellement et adaptée pour produire de matières premières de recyclage (MPR). L’objectif de cette thèse est la compatibilisation de mélange de plastiques issus de la filière de tri des D3E en vue de leur valorisation par recyclage mécanique. La caractérisation des mélanges D3E par des analyses FT-IR, fluorescence-X, ATG et DSC a montré qu’il s’agissait de mélanges complexes contenant majoritairement des polymères styréniques et des polyoléfines et de faible pourcentage de PVC, PMMA, PC… Ces mélanges, mis en œuvre, présentent des propriétés mécaniques très faibles par rapport aux polymères techniques et de commodité. Ces résultats ont démontré la nécessité d’une compatibilisation de ces D3E en vue de leur transformation en MPR. Au vu de la complexité des mélanges, la compatibilisation in situ à l’aide de réactions radicalaires est apparue particulièrement prometteuse. Une première approche a consisté à générer les radicaux par irradiation puis, en deuxième approche, par ajout d’amorceurs chimiques. Ces deux approches n’ont pas produit d’améliorations significatives des propriétés. Suite à ces résultats, des essais de compatibilisation par ajout de copolymères ont été entrepris, conduisant à une amélioration importante des propriétés mécaniques. La réalisation de prototypes techniques, à partir de MPR compatibilisés, a été validée et permet de démontrer leur potentiel technique
The recycling of the plastics from waste electrical and electronic equipment (WEEE) has attracted great attention recently for environmental reasons. Mechanical recycling has emerged as the most economical, as well as the most energetic and ecologically efficient option. The aim of this work is the mechanical recycling of WEEE mixed plastic waste (MPW) streams. First, MPW composition has been evaluated by FT-IR and X-ray fluorescence spectroscopies, and ATG and DSC analyses. MPW are complex blend composed of thermoplastics, mainly styrenic polymers (ABS, HIPS, PS) and polyolefins. The remaining were other thermoplastics as PVC, PE, PMMA, PC…. After processing, these mixtures show very low mechanical properties compared to commodity and engineering thermoplastics. These results demonstrated that compatibilization is necessary to transform these D3E into secondary raw materials (SRM). In situ compatibilization using radical reactions appeared to be an attractive solution. Two pathways have been studied to generate the radicals, firstly, by electron beam radiation and, secondly, by adding chemical initiators. These two approaches didn’t show any substantial improvement in mechanical properties. Following these results, compatibilization by addition of reactive and non-reactive commercial copolymers were undertaken, leading to a significant improvement in mechanical properties. The production of technical prototypes and 3D printing wires from compatibilized SRM has been validated and allows considering an industrial development

L'objet de cette étude est la séparation de matériaux polymériques par broyage sans fragilisation cryognénique. Une approche fractographique du réacteur de division a été réalisée par l'étude des faciès de rupture sous différents modes de contraintes. A basse température, les faciès de rupture des différents matériaux sont quasiment identiques pour une même sollicitation. A température ambiante, cette approche a permis de mettre en évidence des comportements mécaniques différents et notamment sous la sollicitation par choc. Ceci s'est traduit par des répartitions granulométriques différentes après broyage par percussion. La séparation s'effectue alors par une ou plusieurs opérations unitaires : Le broyage et la classification granulométrique. Pour un mélange de thermoplastiques provenant de déchets réels, nous avons conçu et étudié un schéma de séparation à partir de ces mêmes opérations unitaires.

La prise de conscience récente de la menace qui pèse sur les océans, réceptacle final de la pollution plastique, a donné lieu à une effervescence dans le domaine scientifique. On estime que plus de 5,25 milliards de particules plastiques flottent dans les océans. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de cette préoccupation environnementale de premier ordre, en apportant de nouvelles connaissances sur le compartiment bactérien qui se développe sur les débris plastiques en mer, appelé « plastisphère ». L’analyse des prélèvements effectués pendant l’expédition Tara-Méditerranée a permis de caractériser, pour la première fois dans cette zone, un biofilm abondant et spécifique des plastiques par comparaison aux communautés bactériennes attachées aux particules organiques ou libres dans l’eau de mer. Ensuite, la cinétique de colonisation bactérienne sur différents polymères a été étudiée grâce à la mise en place de microcosmes en circulation ouverte sur le milieu naturel. Le couplage original de données biologiques et physico-chimiques des surfaces plastiques a permis de constater un développement bactérien plus important sur des plastiques « biodégradables » (notamment des espèces hydrocarbonoclastes) par rapport aux polymères conventionnels. Enfin, de fortes activités hétérotrophes et ectoenzymatiques ont été constatées sur les polymères par rapport à l’eau de mer. Encore une fois, des différences en fonction des types de plastiques et du stade de formation du biofilm ont été observées. Les travaux menés pendant cette thèse mettent en lumière l’existence d’une nouvelle niche écologique sur les plastiques, distincte de celle de l’eau de mer environnante
The increasing awareness on the impact of plastic pollution within the marine environment has stimulated countless of scientific studies. For the past decade, researchers have quantified plastic waste and assessed its fate at sea. It is estimated that more than 5.25 billion plastic particles float within the world’s oceans today. This PhD work is a result in part of this major environmental concern. It brings with it new knowledge about the marine bacterial communities that develop on plastic debris, also termed as the "plastisphere". The analysis of samples taken from the Tara-Mediterranean expedition allowed us, for the first time, to characterize, and quantify communities specific towards plastic biofilms in comparison to the communities attached to organic matter in surrounding seawater. Bacterial colonization and its evolution on different types of polymers was studied using microcosm experiments with open seawater circulation. The unusual coupling of biological and physicochemical data of plastic surfaces revealed a greater bacterial development on "biodegradable" polymers compared to conventional polymer types (especially hydrocarbonoclastic species). We showed that the composition of the polymer, together with its hydrophobicity and roughness, influences the diversity of bacterial communities during the early colonization steps. Finally, a greater bacterial biofilm activity (e.g. heterotrophic productions) was observed on polymer surfaces compared to seawater. Once again, differences according to plastic types have been observed. This present work highlights the existence of a new ecological niche on plastics that are distinct from the surrounding seawater

Dans le cadre du recyclage des bouteilles en PVC et en PET, la séparation entre plastiques, nécessaire pour des raisons d'incompatibilité (chimique, mécanique), doit réduire à moins de 100 ppm la pollution d'une résine par l'autre. Cette étape est rendue particulièrement délicate du fait de leur densité similaire. L’objectif de nos travaux est d'évaluer si la physico-chimie de surface de ces plastiques, et/ou sa modification, permet d'envisager une séparation par flottation-moussage. La flottation s'appuie principalement sur les différences de mouillabilité entre particules. Les PVC et PET étant hydrophobes, un traitement de surface visant à rendre sélectivement hydrophile l'un d'entre eux est nécessaire. Dans le cadre du traitement physico-chimique envisage, une macromolécule organique a été sélectionnée au laboratoire (tube Hallimond) pour son action déprimante sélective sur le PET. Des essais de flottation en cellule pneumatique et la comparaison des propriétés de surface (chimie, mouillabilité, potentiel Zeta) avant et après traitement ont permis de montrer que l'action hydrophilisante de ce réactif est liée à la présence de calcium, ou, plus généralement, de cations bivalents. Le calcium, coadsorbé en même temps que la macromolécule sur la surface de plastique, permettrait la mise en place d'interactions électrostatiques. L'étude des paramètres, en cellule pneumatique, a permis de déterminer les conditions de séparation les plus favorables en terme de concentration en réactif, de pH, de granulométrie et de forme des particules. L’efficacité de la séparation par flottation est cependant affectée par l'hétérogénéité du gisement français de PVC. Malgré cette hétérogénéité, l'application à des mélanges réels issus du circuit de recyclage français actuel a donné des résultats encourageants. La quantité de PVC purifiée et la qualité du tri sont fonction à la fois du mode de lavage et de la forme des particules de PET. La méthodologie adoptée peut s'appliquer à d'autres mélanges de plastiques ou à d'autres mélanges contenant des plastiques.

Les retardateurs de flammes bromés (RFB) sont ajoutés aux polymères pour améliorer leur résistance à l’inflammabilité. Mais certains d’entre eux sont aujourd’hui considérés comme polluants organiques persistants (POP). Pour éviter que ces substances se propagent dans les flux de recyclage, les matières plastiques dont la concentration en brome est trop élevée (> 2000 ppm) sont généralement incinérées pour détruire les polluants qu’elles contiennent. L’objectif de ces travaux est de trouver une solution pour recycler la matière plastique contenant des RFB tout en respectant les réglementations. L’étude s’est focalisée sur un lot d’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) issu d’un gisement réel de déchets d’équipements électriques et électroniques qui présente une concentration en POP environ quatre fois supérieure au seuil autorisant le recyclage. Des méthodes de traitement physico-chimiques permettant d’extraire les RFB ont donc été étudiées. Les extractions solides-liquides sous agitation et utilisant l’éther diéthylique ainsi que la dissolution-précipitation de la matière ont permis d’abaisser la concentration en POP sous le seuil réglementaire. Une étude poussée sur l’extraction avec du CO2 supercritique a également été menée et a montré son efficacité pour extraire les RFB mais des optimisations sont encore nécessaires. L’impact environnemental du recyclage de la matière a également été évalué en tenant compte des procédés de pré-traitement étudiés précédemment. L’optimisation de la consommation d’énergie et de solvant est nécessaire pour que le recyclage devienne plus viable que l’incinération. Les propriétés de la matière traitée montrent qu’elle pourrait être facilement recyclable. Elle présente néanmoins une résilience amoindrie qui pourra être améliorée lors d’une étape de formulation. Enfin, une application de cette matière dans une structure bicouche a été proposée afin d’améliorer son esthétisme et ses propriétés mécaniques. De bonnes adhésions avec un ABS et un ABS/PC vierges ont été obtenues expérimentalement garantissant de bonnes propriétés au multicouche
Brominated flame retardants (BFR) are added to polymers to enhance their flammability resistance. But some of them are nowadays considered as persistent organic pollutants (POP). To avoid their propagation into recycling streams, plastic materials which bromine concentration is too high (> 2000 ppm) are generally incinerated to destroy the pollutants they contain. The objective of this work is to find a solution to recycle BFR containing plastics materials while respecting the regulations. The study is focused on an acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) batch coming from real waste electrical and electronic equipment which contains a POP concentration about four times higher than the regulation limit authorizing recycling. Physico-chemical methods were studied to extract BFR. Solid-liquid extractions with stirring and diethyl ether as well as the dissolution-precipitation method lowered the POP concentration under the regulatory limit. A detailed study on supercritical CO2 extraction was performed and showed its efficiency to remove BFR, but optimizations are still needed. The recycling environmental impacts were also evaluated considering the pre-treatment processes studied previously. The energy and solvent consumptions need to be optimized in order to make the recycling process more viable compared to incineration. The treated plastic material showed that it can be easily recycled. Nevertheless, its impact strength could be improved during a formulation step. Finally, a practical application of this material in a bilayer structure was proposed to enhance its mechanical and esthetic properties. Good adhesions were obtained with virgin ABS and ABS/PC materials guaranteeing satisfactory properties to the bilayer structure

Ce projet a pour but de concevoir un pave à base de déchets plastiques récupérés dans les décharges et de mélange de sable et de gravier. Ce pavé devant servir à la réalisation de trottoirs et de routes communales, doit donc être capable de répondre aux conditions techniques de son utilisation. Cependant, la méthode de fabrication et le matériel utilisé doit être assez simple pour permettre sa prise en main rapide par des ouvriers peu qualifiés et un cout de production faible afin d’être économiquement compétitif. Les pavés seront donc testés pour identifier leur performance à la fois mécaniques et physiques puis employés en grandeur nature pour comprendre leur vieillissement du fait de leur usure. Enfin, un appareillage sera monté pour un transfert de technologie mise au point
This project aims at conceiving(designing) one paves with plastic waste got back in the discharges and with mixture of sand and gravel. This pavement that must be of use to the realization of pavements and public highways, must thus be capable of answering the technical conditions of its use. However, the fabrication method and the used material(equipment) must be rather simple to allow its fast handling by little qualified workers and a low(weak) production cost to be economically competitive. Pavements will thus be tested to identify their performance at the same time mechanical and physical then used on life-size to understand(include) their ageing because of their wear. Finally, an equipment(casting off) will have risen for a transfer of finalized(worked out) technology

Ce travail decrit l'optimisation des differentes etapes de la synthese de copolymeres greffes pegps en vue de la compatibilisation du melange de copolymeres particulierement immiscibles pe/ps. Cette synthese consiste a ozoniser du polyethylene pour former des macroamorceurs susceptibles d'amorcer des greffages par polymerisation radicalaire du styrene. L'ozonisation de polyethylene s'effectue en lit fluidise. La temperature de la reaction est alors controlee par une regulation numerique specialement developpee. L'activation du polymere est ensuite quantifiee par dosage iodometrique. D'autre part, l'influence des differents parametres operatoires d'ozonisation sur cette peroxydation est etudiee et optimisee par la methode des plans d'experience. Ensuite, le greffage de styrene a ete realise a basse temperature en presence d'un accelerateur, le naphtenate de styrene, pour augmenter la longueur des greffons styreniques. Par ailleurs, la reaction du trimethyliodosilane sur ces copolymeres greffes a permis de confirmer le mecanisme d'ozonisation et de mettre en evidence l'existence de liaisons ether entre les greffons et les chaines de polyethylene. Enfin, nous avons etudie l'effet emulsifiant de ces copolymeres greffes en les incorporant dans des melanges pehd/ps de compositions variables et l'avons compare a l'effet des copolymeres triblocs classiques (kraton)

Les processus de décomposition des solides lors de l'incinération sont complexes et ont des effets importants sur la qualité de la combustion et sur la formation des polluants. L'étude de la dégradation thermique de deux matières plastiques azotées présentes dans les déchets a permis de montrer l'influence de nombreux paramètres (température, vitesse de chauffe, excès d'air, temps de séjour, etc. ) sur les mécanismes de décomposition. Ces résultats, obtenus sur un premier dispositif expérimental, ont ensuite servi de base à la détermination de conditions opératoires optimales pour limiter la formation de NOX lors de l'incinération. Un second dispositif reproduit le processus de combustion d'un four d'incinération et permet de valider les conditions définies. La recirculation des fumées en mélange avec l'air primaire a également été testée, les émissions polluantes étant notablement réduites : de 60% pour le NO et de 30% pour le CO. Enfin, la caractérisation du rayonnement dans la flamme issue de ces solides permettra de mettre au point un modèle de vitesse de disparition du solide dans un système d'incinération.

Depuis une quarantaine d’années, les déchets ménagers et leur gestion sont assimilés à un enjeu écologique global. Alors que se popularisent les discours défendant une conception durable du développement, nos poubelles se multiplient. Qu’aspirons-nous à préserver lorsque, l’enjeu planétaire invoqué, un gouffre intermédiaire se dessine et nous invite à interroger ce lien communément admis entre déchets et pratiques de protection de l’environnement. Notre thèse consiste à affirmer que, sous couvert de leur « environnementalisation », et malgré l’inflation du temps et de l’espace qui leur sont consacrés, les déchets restent marqués par l’oubli des enjeux sociaux, techniques, matériels qui les caractérisent. Cet aveuglement, individuel et collectif, neutralise toute possibilité de penser le déchet comme indice : il voile sa fonction mémorielle et le condamne à n’être appréhendé que comme ce qui doit disparaître, que comme quantité de matière à contrôler, à éliminer. Le déchet durable est l’oxymore qui vise à problématiser cette multiplicité des modes de présence du déchet aujourd’hui. S’inspirant des figures du chiffonnier ou de l’archéologue, notre enquête socio-anthropologique s’applique à suivre ces déchets ménagers, depuis d’incertains océans de plastique jusqu’à quelques lombricomposteurs parisiens. A partir de cette confrontation à la matérialité, aux territoires et aux pratiques du déchu, il s’agit d’affirmer que là où la présence irrévocable des déchets est décrite comme un problème, la question de notre présence aux déchets se pose inévitablement
Over the past forty years, household waste and its management have been assimilated to a global environmental issue. While sustainable development is becoming a pressing issue, the number of our garbage bins is increasing. So what is it that we aim to preserve when we are dutifully sorting out our garbage? Between the very local gesture of discarding and the global environmental issue, there is a tremendous gap. The link between everyday practices of waste and environmental issues is so underdetermined that it has to be analysed. The main claim of this dissertation is that despite a growing concern with environment and the increasing time and space devoted to waste management, we remain unaware of the social, technological and material issues at stake. Because of this individual and collective blindness waste is not seen as a clue: as its memorial function is neglected waste is still perceived as what has to disappear, as a material quantity that has to be controlled and eliminated. The en-durable waste is an oxymoron that leads to further investigate the multiple modes of presence of waste in today’s life. Inspired by the personae of the ragman and of the archaeologist, this socio-anthropological investigation follows household waste from uncertain oceans of plastic to few Parisian vermicompost bins. Based on this confrontation to the materiality of waste, to the territories and to practices of wasting, this dissertation claims that where the unavoidable presence of waste is described as a problem, it is question of our presence to waste that is at stake

Lors de l’implantation d’un verger d’arbres fruitiers, ces derniers peuvent être vulnérables au manque d’eau et à la compétition des mauvaises herbes. Le recours à l’irrigation et aux paillis sont des moyens efficaces pour permettre un meilleur établissement des plants. Toutefois, intervenir de la sorte a forcément des impacts sur l’environnement immédiat de la plante. C’est pourquoi, la disponibilité des éléments nutritifs du sol, le statut nutritionnel des feuilles et la croissance végétative de six cultivars d’argousier (Hippophae rhamnoides L.) ont été mesurés durant deux saisons sous différentes conditions. Deux régies d’irrigation gérées en fonction de la tension du sol, soit 25 et 60 cbars, deux cultivars allemands, ‘Askola’ et ‘Hergo’, et quatre cultivars lettons, ‘Golden Rain’, ‘Mary’, ‘Sunny’ et ‘Tatjana’, ainsi que deux types de paillis, plastique noir et bois raméaux, constituaient ce dispositif expérimental de 720 plants implantés à Saint-Laurent, Île d’Orléans au Québec. D’abord, le contenu du sol en N, P, K, Mg et Ca n’a pas été influencé différemment par les deux régies d’irrigation ou par les cultivars. Toutefois, le paillis de plastique a favorisé l’augmentation du contenu du sol en NO3- et le paillis de bois raméal l’accroissement du K. Le contenu en éléments nutritifs des feuilles et la croissance végétative ont été différents d’un cultivar à l’autre et ont été influencés différemment par la régie d’irrigation et le type de paillis. En 2004, les teneurs des feuilles en Ca et Mg étaient plus élevées avec le paillis de plastique et celle en K était plus élevée avec le paillis de bois raméaux. En 2005, seul la teneur en K était plus élevée avec le paillis de bois raméal. Cette différence de teneur provient de l’enrichissement en K du sol par le paillis de bois raméaux. En 2004, la croissance en diamètre du tronc des plants a été supérieure avec l’irrigation déclenchée à 25 cbars et le paillis de bois raméaux. L’année suivante, la croissance en hauteur des cultivars ‘Hergo’ et ‘Sunny’ a été supérieure avec la régie d’irrigation déclenchée à 25 cbars. Le paillis de plastique a également favorisé la croissance en hauteur des cultivars ‘Hergo’, ‘Sunny’ et ‘Tatjana’, tandis que celle de ‘Golden Rain’ a été supérieure avec le paillis de bois raméaux. La saison suivante, la croissance moyenne, tous cultivars confondus, a été supérieure avec le paillis de bois raméaux.

La consommation continue de matières plastiques a conduit, jusqu’à 2015, à l'accumulation de 6,3 milliards de tonnes de déchets plastiques. En Europe, le recyclage des plastiques ramassés ne dépasse pas les 30% pour des raisons logistiques et économiques liées à cette filière. La valorisation énergétique de ces déchets, non valables pour le recyclage, est alors préférée aux autres modes de gestion. L’incinération étant controversée pour son bilan énergétique et environnemental, d’autres moyens de valorisation tels que la pyrolyse sont privilégiés. Les travaux de recherche menés dans cette thèse ont été focalisés sur la pyrolyse des polyoléfines, le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP), en raison de leur forte présence dans les déchets plastiques municipaux. L’influence de la zéolithe Ultrastable Y (USY) sur la pyrolyse du PP et du PE, récupérés d’une déchèterie, a été étudiée par une analyse thermogravimétrique (ATG) puis sur un réacteur en batch à lit fixe et un réacteur continu. L’étude cinétique dedécomposition thermique des mélanges de PP et de PE a été réalisée, les paramètres cinétiques ont été déterminés et les interactions entre les différents composants du mélange ont été analysées. La quantité de zéolithe a été optimisée et le rapport catalyseur/plastique de 1:10 a été adopté durant les essais expérimentaux. L’utilisation de l’USY comme catalyseur a conduit à une distribution plus ciblée de composés et des temps de réaction plus courts. Les liquides de pyrolyse obtenus ont été séparés en différentes fractions de carburants compatibles avec les normes Européennes EN 590 et EN 228. Afin de réduire le coût de production de ces carburants, une étude de régénération du catalyseur a été menée et a montré que son niveau d’activité a diminué au bout de 14 cycles de régénération. A la fin de la thèse, un bilan d’énergie et de masse du procédé a été effectué puis les perspectives d’amélioration sont présentées afin de transposer l’étude à l’échelle industrielle
Continuous consumption of plastics led, until 2015, to the accumulation of 6.3 billion tons of plastic waste. In Europe, the recycling of collected plastics does not exceed 30% for logistical and economic reasons related to this sector. The energy recoveryof this waste, which is not valid for recycling, is then preferred to other management methods. Incineration is controversial for its energy and environmental balance; other means of recovery such as pyrolysis are preferred. The research carried out in this thesis focused on the pyrolysis of polyolefins, polyethylene (PE) and polypropylene (PP), because of their strong presence in municipal plastic waste. The influence of the ultrastable Y zeolite (USY) on the pyrolysis of PP and PE, recovered from a waste collection center, was studied by thermogravimetric analysis (TGA) and then on a fixed bed batch reactor and a continuous reactor. The kinetic study of thermal decomposition of the PP and PE mixtures was carried out, the kinetic parameters were determined and the interactions between the various components of the mixture were analyzed. The amount of zeolite was optimized and the catalyst/plastic ratio of 1:10 was adopted during the experimental tests. The use of USY as a catalyst has led to a more targeted distribution of compounds and shorter reaction times. The pyrolysis liquids obtained were separated into different fuel fractions compatible with the European standards EN 590 and EN 228. In order to reduce the production cost of these fuels, a catalystregeneration study was conducted and showed that its activity level decreased after 14 cycles of regeneration. At the end of the thesis, an energy and mass balance of the process was carried out and the prospects for improvement are presented in order to transpose the study on an industrial scale

Le comportement joue un rôle crucial dans la survie des organismes en leur permettant de s'adapter à leur environnement particulièrement variable. De nos jours, les réponses comportementales des organismes aux changements environnementaux doivent faire face à des défis sans précédents en raison des changements rapides et néfastes provoqués par l'ère Anthropique. En particulier, la pollution plastique se distingue comme l'une des préoccupations les plus pressantes dans les habitats marins. Au-delà des dommages physiques évidents, les plastiques peuvent libérer un cocktail nocif de molécules chimiques, compromettant les organismes marins à de nombreux niveaux. Liant les individus au fonctionnement des écosystèmes et aux processus évolutifs, le comportement des organismes reste cependant peu étudié dans la littérature sur l'impact des lixiviats de plastique. Ce travail de thèse vise à combler les lacunes existantes dans la littérature en ce qui concerne les organismes et les polymères étudiés. Après une revue approfondie de la littérature, ce travail se concentre sur l'étude de l'impact des lixiviats de plastique, issus de bio-polymères et de polymères conventionnels sur les comportements liés à l'anxiété chez le crabe Hemigrapsus sanguineus, les comportements de déplacement du foraminifère Haynesina germanica et les comportements cirraux de la balane Austromonius modestus. Les résultats révèlent des modifications significatives de ces comportements, qui dépendent de l'espèce, du type de polymère et de la concentration des lixiviats, et compromettent l'équilibre délicat de l'écosystème. Notamment, le lixiviat de bio- polymère entraine des altérations comportementales similaires, voire plus prononcées, que ceux issus de polymères conventionnels, soulevant des inquiétudes significatives quant à la sécurité environnementale des alternatives aux plastiques
Behaviors play a pivotal role in organisms' survival, enabling organisms to cope with their ever-changing environment. Nowadays, adaptive behavioral responses to environmental changes face unprecedented challenges due to the rapid and detrimental effects of the Anthropocene era. Noticeably, plastic pollution stands out as one of the most pressing concerns in marine habitats. Beyond causing conspicuous physical damages, plastics may leach a cocktail of harmful chemicals impairing marine organisms at various levels. Despite its role in connecting individuals to ecosystem functioning and evolutionary processes, organism behavior remains scarcely studied in the plastic leachate literature. This PhD thesis aims at to address the gaps in existing literature concerning the organisms and polymers considered. After an extensive review of the plastic leachate literature, this work focuses on investigating the impact of plastic leachates from both bio and conventional polymers on the anxiety-related behaviors of the crab Hemigrapsus sanguineus, the motion behaviors of the foraminifera Haynesina germanica and the cirral activity of the barnacle Austrominius modestus. The results reveal significant modifications in behaviors, highlighting species, polymer and dose dependencies, posing a threat to the delicate ecosystem balance. Noticeably, the biopolymer leachate results in similar or even more behavioral alterations than leachates from conventional polymers, raising significant concerns about the environmental safety of plastic alternatives

La présente étude fait suite à d’autres qui proposent une solution de récupération des déchets plastiques et de bois pour en faire un matériau de construction en composite bois-polymère. La particularité de ce travail de recherche est que la matrice thermoplastique utilisée est un ensemble de différents polymères pris dans des proportions bien définies. Les pourcentages considérés pour la matrice obtenue représentent les parts de déchets de polymères que l’on retrouve dans la ville de Cotonou (Bénin). Cette étude a consisté à fabriqué des échantillons de composite bois polymère CBP par extrusion, à les étudier à travers des tests physico-mécaniques et à les mettre en relation avec les échantillons fabriqués avec une méthode artisanale déjà existante. D’une part, nous avons étudié séparément la sciure de bois et la matrice thermoplastique en déterminant les constituants chimiques de la sciure de bois, et en effectuant une analyse physico-mécanique (analyse thermogravimétrique, test en flexion compression et traction, analyse du faciès de rupture au MEB) sur le renfort et la matrice. D’autre part nous avons évalué l’influence de l’ajout de 20%, 25%, 28% et 30% de sciure de bois sur les propriétés mécaniques (compression, flexion et traction). Les résultats obtenus révèlent que la sciure de bois se comporte comme un renfort lorsque l’échantillon est sollicité en compression et en flexion. La sciure de bois joue le rôle de charge lorsque les échantillons de CBP sont sollicités en traction. Par ailleurs, la sciure de bois améliore la rigidité des CBP en traction. Les résultats mécaniques obtenus par extrusion sont nettement meilleurs que ceux issus des méthodes de fabrication artisanale. Les analyses thermogravimétriques effectuées sur les échantillons de CBP issus de la méthode artisanale révèlent que lors de leur fabrication, ces échantillons sont soumis à des températures (supérieure à 300°C) qui entament la dégradation des polymères et de la sciure de bois dans les CBP
This study follow others that propose a solution for the recovery of plastic waste and wood to make it a construction material made of wood-polymer composite. The particularity of this research is that the thermoplastic matrix used is a set of different polymers taken in well-defined proportions. The percentages considered for the matrix obtained represent the proportion of polymer waste that can be found in the city of Cotonou (Benin Republic). This study consisted in making WPC polymer wood composite samples by extrusion, studying them through physico-mechanical tests and relating them to samples made with an already existing artisanal method. On the one hand, we studied separately the sawdust and the thermoplastic matrix by determining the chemical constituents of the sawdust, and by performing a physico-mechanical analysis (thermogravimetric analysis, compression and tensile bending test, facies analysis). SEM fracture) on the reinforcement and the matrix. On the other hand we evaluated the influence of the addition of 20%, 25%, 28% and 30% of sawdust on the mechanical properties (compression, bending and traction). The results show that sawdust behaves like a reinforcement when the sample is stressed in compression and bending. Sawdust acts as a load when WPC samples are stressed in tension. Sawdust also improves the rigidity of WPC in tension. The mechanical results obtained by extrusion are much better than those resulting from the artisanal methods. Thermogravimetric analyzes performed on WPC samples from the artisanal method reveal that during their manufacture, these samples are subjected to temperatures (above 300 ° C) that begin the degradation of polymers and sawdust in WPC

Cette thèse, qui s’inscrit dans le cadre du projet ANR Eco-Tech TRIPTIC, a eu comme objectif de contribuer au tri industriel en cadence de polymères contenant des traceurs détectables grâce à leurs propriétés en fluorescence X ou UV. Dans un premier temps, étant donné que le coût des traceurs choisis pour l’étude TRIPTIC est assez élevé, nous avons réalisé une étude préliminaire, avec des particules modèles de silice, visant à optimiser la dispersion de charges dans une matrice polypropylène/éthylène propylène rubber (PP/EPR). Nous avons montré que l’extrusion à taux de cisaillement élevé est une technologie efficace permettant une dispersion homogène de charges de tailles micro ou nanométriques. Dans un deuxième temps, après optimisation des conditions de dispersion, nous avons extrapolé nos résultats à la dispersion de particules de traceurs UV dans différentes matrices thermoplastiques. Nous avons montré que la dispersion de 1000 ppm de particules de traceurs, de tailles micrométriques, dans des matrices polypropylènes, en extrusion à haute vitesse (N= 800 rpm), n’a pas d’impact sur les propriétés mécaniques et physico-chimiques des mélanges tracés, ainsi que sur la photo-dégradation sous rayonnement UV. Cette fine dispersion a non seulement permis la conservation des propriétés des polymères tracés mais aussi une bonne détection dynamique, tant en fluorescence X qu’UV, sur un prototype conçu par des partenaires du projet (Pellenc Selective Technologies, CEA-LITT et ENSAM- LCPI). Enfin, nous avons validé l’extrusion à haute vitesse pour compatibiliser des mélanges de polymères ternaires (PP/EPR)/PE (polyéthylène) pouvant correspondre à la valorisation de polymères post-consommation, par exemple dans l’hypothèse où on souhaite recycler (PP/EPR) et PE ensembles. Les propriétés prometteuses des mélanges obtenus doivent leur permettre de trouver des applications dans l’industrie automobile, par exemple. Cette voie est d’un grand intérêt pour les applications industrielles, car elle permet d’envisager des propriétés mécaniques élevées pour les polymères recyclés. Elle ouvre aussi de nouvelles perspectives pour l’élaboration de matériaux allégés, obtenus à partir de matières vierges ou recyclées
This thesis, which is part of the ANR Eco-Tech TRIPTIC project, had the objective of contributing to industrial sorting rate of polymers containing tracers detectable by their fluorescence X or UV properties. At first, given that the cost of tracers selected for TRIPTIC study is quite high, a preliminary study is conducted with models of silica particles to optimize the dispersion of fillers in polypropylene / ethylene-propylene rubber (PP / EPR) matrix. It was found that processing under high shear rate is an effective technology for accomplishing a homogeneous dispersion of micro or nanoscale fillers. In a second step, after optimization of dispersion conditions, our results are extrapolated to the dispersion of UV tracer in different thermoplastic matrices. It was shown that the dispersion of 1000 ppm of micrometer tracer particles, in polypropylene matrices, extruded at high shear rates (N = 800 rpm), has no impact on the mechanical and physico-chemical properties as well as in the photo-degradation of the polymer after UV irradiation exposure. This fine dispersion was beneficial not only for the conservation of the properties of traced polymers but also for achieving a good dynamic detection of UV or X tracers using a prototype developed by the project partners ( Pellenc Selective Technologies , CEA- LITT and ENSAM - RPI ). Finally, high shear processing has successfully used to the compatibilization of ternary blends ( PP / EPR ) / PE (polyethylene) which may correspond to the post-consumer polymers. This technique has proved to be an effective method to produce polymer blends with unique mechanical properties. This novel strategy of compatibilization is of a particular interest, especially for industrial application prospects. It also opens new perspectives for materials lightening as well as “high shear recycling” of immiscible polymers

Les déchets plastiques s'accumulent depuis plusieurs décennies dans les océans où ils se fragmentent en particules appelés microplastiques lorsque leur taille est inférieure à 5 mm. Ces microplastiques sont retrouvés dans toutes les eaux du globe, dans les sédiments ainsi que dans de nombreux organismes marins. Le devenir physicochimique à long terme de ces particules et leur possible fragmentation en nanoplastiques sont complexes, encore peu documentés et nécessitent des études en laboratoire.Afin de comprendre les processus liés à la photodégradation et à la fragmentation des polymères dans l’environnement, mais également dans le but d’'appréhender l’évolution des fragments générés au cours de l’irradiation, un protocole de vieillissement accéléré en milieu abiotique a été mis en place sur des polymères modèles. Le suivi de l’oxydation et de la fragmentation des deux polymères étudiés,polyéthylène basse densité et polypropylène, a été mené à l’aide de techniques spectroscopiques (infrarouge, Raman), DSC, angles de contact, et microscopiques (lumière polarisée, MEB, AFM…).Ce travail a permis de mettre en évidence l’influence significative de l’environnement et de la morphologie initiale des polymères sur leurs cinétiques de vieillissement et leurs mécanismes de fissuration. Ainsi des distributions en nombres, tailles et formes de fragments très différentes ont été obtenues pour les deux polymères selon la présence d’eau. Enfin, après un long temps d’irradiation, des produits de dégradation ont pu être détectés mais la production significative de nanoplastiques n’a pas été démontrée. L'hypothèse d'une taille limite de fragmentation devrait être envisagée
Plastic wastes have been accumulating for several decades in the oceans where they break up into particles called microplastics when their size is less than 5 mm. These microplastics are found in all earth’s waters, in sediments and in many marine organisms. Their long-term physico-chemical fate and their possible fragmentation into nanoplastics are complex, still poorly documented and require laboratory studies.In order to understand the processes related to photodegradation and fragmentation of polymers, but also in order to understand the evolution of these fragments during irradiation, an accelerated aging protocol in abiotic conditions has been set up. The oxidation and fragmentation of two model polymers, low density polyethylene and polypropylene, were monitored using spectroscopic techniques (InfraRed, Raman), DSC, contact angles and microscopic technics (light microscopy, polarized light, SEM, AFM ...).This work has demonstrated a significant influence of the environment and the initial morphology of the polymers on their kinetics of aging and cracking mechanisms. This lead to significantly different distributions in numbers, sizes and shapes of the generated fragments. Moreover, after a long time of irradiaiton, other degradation products could be detected but the significant production of nanoplastics has not been demonstrated. The possibility of a size limit below which the fragmentation rate of plastics would strongly decrease should be considered

Les déchets plastiques et les produits issus de leurs fragmentations (microplastiques ou « MP », <5mm) représentent une menace globale et persistante pour l'ensemble des écosystèmes marins, du fait de leur facilité d'ingestion par une grande diversité d'espèces marines. La mer Méditerranée, de part sa nature semi-fermée et son littoral anthropisé, est très impactée par cette pollution. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre l'origine et le devenir des MP en mer, et ce, par la mise en place d'une stratégie d’échantillonnage le long du continuum terre-mer, i.e. des sources continentales aux récepteurs marins finaux. Cette approche holistique a été appliquée à l'échelle locale du golfe du Lion (Nord-Ouest de la Méditerranée) à l’ensemble des compartiments côtiers. Les MP ont été retrouvés dans toutes les matrices étudiées (eau, sédiment, dépôtatmosphérique et tissus biologiques) dans des quantités très variables à la fois dans les compartiments et entre les compartiments. Aucune sélection qualitative (forme, taille, polymère et couleur) majeure ne semble s'opérer lors du transfert des MP d'un compartiment à l'autre, et la majorité des MP sont des fibres. Quantitativement, la concentration des MP varie à des échelles temporelles et spatiales très courtes (<1 heure et <1 kilomètre). Si aucune relation claire entre les concentrations en MP et les forçages environnementaux (e.g. précipitation, débit des fleuves, vents, etc.) n'a été observée, les événements de précipitation semblent influencer grandement les quantités de MP transférées entre les compartiments. En extrapolant nos résultats aux bassins-versants du golfe du Lion, 30 ± 20 tonnes de MP se déposeraient via l'atmosphère sur les zones urbainescôtières et 7 ± 10 tonnes de MP seraient transportées par les fleuves vers la Méditerranée, chaque année. L'extrapolation des quantités de MP dans les compartiments marins, semble indiquer que la surface de la mer et les plages ne sont que des compartiments transitoires (< 1 tonne), tandis que les sédiments et la colonne d'eau sont potentiellement plus impactés (jusqu'à 350 tonnes pour les sédiments). De nouvelles données sont nécessaires pour la colonne d'eau et les sédiments pourconfirmer cette hypothèse, mais les résultats laissent penser qu'ils pourraient avoir un rôle majeur dans le stockage des MP
Anthropogenic litter, particularly plastic litter and their fragments (microplastics or “MPs”; < 5 mm) represent a highly pervasive and persistent global threat to marine ecosystems, as they can be ingested by a wide range of marine species. As a landlocked sea with a high population density, the Mediterranean Sea is highly exposed to marine litter pollution. This thesis aims tounderstand the origin and the future of marine MPs thanks to a holistic approach from terrestrial sources to marine sinks. This strategy was applied at the regional scale of the Gulf of Lion (Northwestern Mediterranean Sea) on all coastal compartments. MPs were observed in every studied matrices (water, sediment, atmospheric fallout) with a high variability within and betweenthe different compartments. No significant qualitative trend seems to occur during the transfer of MPs between compartments and fibers were the most abundant shape found in samples. MP concentrations changed at a short spatial and temporal scale (< 1 hour and < 1 kilometer), overlaying other variabilities (i.e. seasonal or between sites). If no obvious relationship betweenexternal forcing (e.g. precipitations, river flow rates, winds) and MP concentrations was observed, rainfall events seemed to have an important impact on the amount of MPs transferred into the sea. Extrapolating our results to the whole Gulf of Lion watersheds, 30 ± 20 tons of MPs would settle on urban areas and 7 ± 10 tons would be supplied by rivers into the Mediterranean Sea every year. The extrapolation of MP quantities within marine environments seems to indicate that the sea surface and beaches are only transitory compartments (<1 ton) whereas sea floor and water column couldbe more impacted (up to 350 tons for marine sediment). New data on water column and marine sediments are needed to confirm this hypothesis, but those results suggest that both latter compartments could be major sinks for marine MPs

Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l’étude du vieillissement physique d’un non-tissé fabriqué à l’aide de fibres textiles issues du recyclage de bouteilles plastiques selon le procédé par voie sèche. L’application de ce non-tissé est l’isolation thermique des bâtiments français. Après avoir mis en évidence la présence de deux réseaux de fibres, nous nous sommes intéressés au phénomène de relaxation structurale. Le vieillissement physique du non-tissé étant régi par l’enrobage d’une des fibres utilisées dans la fabrication de celui-ci, nous avons observé l’évolution de l’enthalpie de relaxation en fonction de différents couples temps de vieillissement, écart de température par rapport à sa température de transition vitreuse. Les résultats ont mis en évidence un état d’avancement du mécanisme de relaxation quasi-nul pour des températures très éloignées de la température de transition vitreuse de l’enrobage. L’évolution de cette même enthalpie de relaxation a été étudiée pour différents non-tissés issus de différents lots de fabrication des cinq dernières années. Il a été mis en évidence un mécanisme de relaxation lent dans les conditions expérimentales nous rassurant quant à la stabilité du produit fini dans le temps
We focused on physical ageing of a non-woven produced by recycled fibers from plastic bottles. This non-woven is produced by drylaid-textile process and is used for building thermal insulation. Two networks are visible and structural relaxation has been investigated through the study of evolution of one fiber skin part with different couple time, temperature. Physical ageing of polymers can be followed by structural relaxation process. We showed that structural relaxation process is very long for temperatures of use far from glass transition temperature. Same results have been shown on the global non-woven stored in non-insulated box governed by Normandy weather. The combination of the two previous results reinforce our basic idea ; the insulator properties variation will be stable for long time only if temperature of use is far from glass transition temperature