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Défis liés au recyclage du PP et du PE : propriétés des matériaux et problèmes de recyclage
Différences entre les procédés de recyclage du PP et du PE
Compte tenu des propriétés de recyclage des matériaux, le PP et le PE se comportent différemment. Le PP nécessite un contrôle précis de la température pendant le recyclage, car il fond entre 160 et 170 °C. Le PE, quant à lui, ne nécessite un contrôle de la température pendant le recyclage qu’entre 115 et 135 °C. La structure du PP entraîne également une dégradation plus rapide de ce matériau. Le PP exige également l’ajout de stabilisants en plus grande quantité, ce que ne requiert pas le PE. En outre, les différences de densité provoquent des problèmes de séparation : le HDPE flotte dans un système à base d’eau, ce qui rend le PP susceptible de couler et de rester en suspension. Ces différences de propriétés de recyclage entre le PP et le PE impliquent que chacun d’eux nécessite une gestion approfondie et spécifique, et non simplement une infrastructure partagée.
Tri, contamination et dégradation spécifiques au recyclage du PP et du PE
L’efficacité et la qualité du produit fini sont affectées par trois problèmes majeurs interconnectés.
Les emballages alimentaires, en particulier ceux qui ont contenu des huiles ou des aliments, sont connus pour provoquer une dégradation de plus de 40 % dans les polypropylène (PP) et polyéthylène (PE). La contamination peut entraîner la perte de la conformité FDA des granulés.
Les emballages multicouches en PP et PE contenant une couche de laminage posent également problème, car les systèmes de laminage NIR peuvent induire en erreur les algorithmes utilisés pour détecter les emballages.
Le PP perd également environ 15 % de sa résistance à la traction, tandis que le PE n’en perd que 8 % lorsqu’ils sont recyclés.
Des systèmes pilotés par l’intelligence artificielle existent désormais pour aider à résoudre la séparation des déchets post-consommation. Ces systèmes permettent une séparation plus efficace du PP et du PE que les systèmes d’emballage NIR actuellement standard.
Processus de recyclage du PP et du PE : de la collecte à la regranulation
Ce processus de recyclage des thermoplastiques PP et PE intègre l’ensemble des étapes de leur fabrication afin de transformer les déchets en matières premières raffinées destinées à alimenter leur cycle de production répété, corrigeant ainsi le crime environnemental que représente les déchets plastiques mondiaux.
Recyclage des PP et PE : lavés et broyés
L’identification correcte des PP et PE permet un tri efficace des déchets, ce qui peut être réalisé à l’aide de systèmes NIR atteignant une précision de 95 %. Pour détecter la contamination nucléaire et d’autres impuretés multicouches, les systèmes modernes utilisent l’intelligence artificielle, révélant ainsi leur nature énigmatique. Ils réfutent le faux discours selon lequel le plastique n’est pas recyclable en concevant des systèmes capables de remplacer la séparation multicouche des systèmes NIR. Pour assurer la conformité réglementaire FDA sur le cycle complet, les adhésifs et encres sont éliminés à l’aide de systèmes de lavage alcalin chauffé. L’objectif est d’obtenir une granulométrie définie, intégrant une géométrie extrêmement précise afin de produire un plastique adapté à l’usage comme matière première dans les procédés de fabrication. Avant distribution, les produits en PP sont conditionnés de façon à respecter une restriction d’humidité inférieure à 0,5 %, conformément au procédé descendan, où l’eau provoque une dégradation hydrolytique du PP et l’ajout bénin de vides dans le PE. À la distribution, le PE génère des vides de type « bougie à vapeur ».
Des pelotes de PP et de PE recyclés homogènes nécessitent l’extrusion, la filtration et le contrôle qualité.
Chaque type de profil d’extrusion est conçu pour un polymère spécifique. Les zones du cylindre d’extrusion du polypropylène fonctionnent généralement à des températures plus élevées, autour de 200–280 °C. Comme le polyéthylène supporte des plages de température plus larges, les zones du cylindre n’ont pas besoin de fonctionner à des températures aussi élevées. La filtration de la masse fondue élimine les micro-contaminants, tels que les fragments d’étiquettes résiduels et les gels de polymère dégradés, ce qui permet de réduire de 80 % l’apparition de points noirs. Les granulateurs à filaments utilisent des lames extrêmement affûtées qui maintiennent un seuil de perméabilité de 0,2 mm, assurant une alimentation constante vers la ligne d’injection. Pour le contrôle qualité, les essais d’indice de fluidité de la masse fondue (MFI) fournissent des données sur la régularité des granulés, tandis que les essais FTIR permettent de déterminer le degré d’identité du polymère. En outre, un taux de 1 %
Demande du marché et applications du PP et du PE recyclés
Marchés finaux à forte valeur ajoutée : automobile, emballage et non-tissés
Autrefois considérés comme des matières de faible valeur, les grades recyclés de PP et de PE sont désormais utilisés dans des marchés exigeants sur le plan des performances et à forte valeur ajoutée. Dans le secteur automobile, le PP recyclé représente plus de 40 % de l’ensemble des plastiques recyclés employés pour la fabrication de composants légers et rigides destinés à la garniture intérieure (par exemple, portes et panneaux) ainsi que des pièces à la fois esthétiques et fonctionnelles, telles que les peintures de surface. Grâce à ses propriétés d’étanchéité à l’humidité, le PE recyclé domine le domaine de l’emballage (par exemple, films coulés et films soufflés) ainsi que celui des films souples. En outre, les fabricants de non-tissés, qui privilégient des résines peu coûteuses offrant un haut degré de flexibilité en matière de conception, utilisent ces deux résines, notamment dans la production de géotextiles, de blouses médicales et de vêtements d’hygiène.
L’intégration réglementaire et les objectifs des marques accélèrent l’adoption du PP et du PE recyclés
Les lois applicables dans l'UE, au Canada et aux États-Unis, ainsi que les objectifs de durabilité des entreprises, évoluent toutes vers des emballages moyens et rigides contenant au moins 30 % de matériaux recyclés. Cette évolution s’explique par le renforcement réglementaire. L’objectif national maximal fixé aux entreprises grand public pourrait poser des défis d’approvisionnement particulièrement complexes. En Amérique du Nord, les centres de tri existants (MRF) intègrent la planification des ressources de fabrication (Manufacturing Resource Planning), notamment pour les emballages en PP recyclé ; par ailleurs, au regard des objectifs mondiaux en matière de réduction des émissions de carbone, nous savons qu’environ 311 000 tonnes métriques d’équivalent CO2 sont économisées chaque année. Pour les fournisseurs de PP et de PE, l’intégration des réglementations et des politiques signifie que, au cours des prochaines années, le recyclage du PP et du PE deviendra essentiel à leur utilisation et à leur maintien dans un contexte concurrentiel.
Recycler efficacement le PP et le PE pour améliorer la rentabilité B2B
Les résines de PP et de PE recyclés présentent un avantage coûts/avantages, étant 20 à 30 % moins chères que les PP et PE vierges et générant 45 à 60 % moins d’émissions « du berceau à la porte » (Plastics Recyclers Europe, 2023). Certaines réalités opérationnelles doivent être comprises et prises en compte dans vos opérations de PP et de PE afin d’atteindre les objectifs suivants :
- Vous devrez peut-être modifier le profil de la vis en PP afin de mieux maîtriser la température et de contrôler des cycles de moulage plus lents pour les matériaux fortement dégradés.
Des compromis existent également : la perte de clarté conservée avec les PP et PE recyclés dans les films semi-rigides et souples dépasse 95 %.
L’approvisionnement reste une réalité : le PP recyclé (RP PP) de haute pureté et conforme aux normes alimentaires est encore limité, ce qui entraîne des délais de livraison plus longs et des coûts d’achat plus élevés.
Pour obtenir un retour sur investissement (ROI) maximal, vos opérations de PP et de PE pourraient trouver les éléments suivants plus utiles :
- Les films agricoles et les palettes sont entièrement (à 100 %) recyclés (c’est-à-dire des produits en PP et PE) ; une formulation supplémentaire minimale (c’est-à-dire inférieure à 5 %) est requise.
- Pour les pièces structurelles automobiles destinées aux emballages ou aux caisses, un mélange contenant 30 à 50 % de PP recyclé, combiné à du polymère vierge, permet d’atteindre un équilibre optimal entre performances et durabilité.
Certification B2B en matière de durabilité, traçabilité et partenariats dans la chaîne d’approvisionnement
De plus en plus, les acheteurs considèrent la certification en matière de durabilité comme une exigence incontournable lors de l’évaluation des spécifications techniques. La vérification par un tiers portera sur :
1. Le GRS (Standard mondial sur les matières recyclées), qui atteste la teneur en matières recyclées et assure la traçabilité tout au long de la chaîne d’approvisionnement
2. La fiabilité du respect des exigences de la FDA concernant les essais d’extraction et de migration liés au contact avec les denrées alimentaires
3. La conformité à la norme ISO 14021 pour formuler des allégations vérifiables et justifiables relatives à la teneur en matières issues de la consommation finale
Les fabricants partenaires stratégiques s'associent à des centres de tri certifiés (MRF). Ils fournissent en temps réel des informations par lots et certifient que les niveaux de contamination sont inférieurs à 2 %. Ils fournissent également des rapports automatisés de conformité à la REP (Responsabilité élargie du producteur). Des audits ISO 9001 et RSL (limites de spécification des résines) viennent également étayer la validité du procédé, permettant ainsi d’obtenir des contrats avec des marques et des équipementiers (OEM) motivés par la durabilité et engagés dans l’approvisionnement de matériaux circulaires.
FAQ
Quelles sont les différences entre le recyclage du PE et celui du PP ?
Le PP et le PE diffèrent par leur structure et leurs points de fusion dans le processus de recyclage. Le PP possède une structure plus complexe, ce qui peut représenter un défi plus sérieux en matière de dégradation que le PE, en plus de nécessiter des additifs stabilisateurs dégradatifs à haute température et à forte consommation énergétique.
Quels sont les défis liés au recyclage du PP et du PE ?
Les défis liés au recyclage des PP et PE sont associés à la dégradation et à la contamination liées au contact avec les aliments, aux emballages multicouches et à la dégradation thermique entraînant une perte d’intégrité structurelle.
Quelles sont les pratiques standard pour le recyclage des PP et PE ?
Les pratiques standard pour le recyclage des PP et PE comprennent un tri précis à la température et au pH appropriés, un broyage adéquat en surveillant la teneur en humidité avant l’extrusion, ainsi que des profils et des filtres adaptés afin d’assurer une extrusion satisfaisante.
Quel marché comprend les PP et PE recyclés et comment ce segment évolue-t-il ?
Les PP et PE recyclés de grade ingénierie trouvent des applications dans les secteurs automobile, de l’emballage et des non-tissés. Les facteurs qui influencent ce marché incluent la réglementation gouvernementale, les objectifs de durabilité, ainsi que les avantages en termes de coûts et de constance.
Quelles opportunités les entreprises ont-elles dans le recyclage des PP et PE pour améliorer leurs processus internes ?
Les opportunités d'amélioration comprennent les évaluations des coûts et des bénéfices, les modifications et le traitement, l'utilisation de matières recyclées, ainsi que le maintien des certifications et de la traçabilité au sein de la chaîne d'approvisionnement.
