La circularité du PVC grâce aux lignes d'extrusion de PVC flexible Bausano

Recyclage mécanique des déchets de PVC avec extrusion du PVC flexible

Avec ses extrudeuses, Bausano participe au secteur du recyclage mécanique des déchets mixtes de PVC provenant du secteur du bâtiment. La circularité de la chaîne de valeur du PVC joue un rôle très important au sein de notre entreprise.
La circularité du PVC est une priorité de Bausano mais également européenne, et elle ne comporte aucune alternative valable. L'ensemble de la chaîne d'approvisionnement converge ainsi vers la circularité du PVC et la promotion de produits réalisés avec des matériaux recyclés. Bausano connaît l'urgence et l'importance du développement de lignes d'extrusion renforçant la valeur de la récupération et de la circularité du PVC.
Recyclage et construction sont les mots-clés qui ont mené Bausano à développer un projet de recherche éco-innovant et évolutif à l'échelle industrielle pour le recyclage mécanique des déchets de production en PVC.
Précisons qu'il existe deux grandes méthodes de recyclage du PVC, mécanique et chimique. Le recyclage mécanique prévoit le tri, le broyage et l'acheminement du produit vers l'équipement de transformation, l'extrudeuse de déchets industriels. Le recyclage chimique repose de son côté sur le concept de retransformation du plastique dans les matières premières qui le constituent en vue de le réutiliser dans le processus de synthèse ou dans un autre processus chimique. Le recyclage mécanique est préférable si la composition et la traçabilité du PVC sont connues. C'est actuellement la solution la plus utilisée dans le secteur, et elle est soumise à des améliorations continues en vue d'obtenir des matières premières plus pures et de nouveaux produits ou de nouvelles utilisations du matériau recyclé.

Objectifs et résultats du projet d'extrusion de PVC flexible

Le processus de recyclage utilise des déchets de PVC post-industriels rigides et plastifiés ne pouvant être triés car contenant des profilés coextrudés, comme par ex. des joints de fenêtres et de portes. L'application finale consiste à réextruder le même produit ou des produits similaires.

Le processus de production des garnitures coextrudées en PVC flexible

Le PVC rigide/flexible produit un haut volume de déchets – ex. du fait d'un changement de matériau ou de couleur ou de profilés défectueux – volume se montant à env. 12 % de la production. Dans le passé, ce type de déchets n'avait jamais fait l'objet de recyclage mais était généralement destiné à la décharge, avec des coûts d'élimination de 2-2,5 €/kg, parfois même supérieurs. Pour Bausano et tout le secteur des plastiques, le défi technologie consistait à recycler ces déchets mixtes, le traitement prévoyant un seul type de matériau provenant d'autres lignes de production tels que profilés monoextrudés et accessoires broyés, déjà récupérés et réintégrés au processus de production aux côtés de PVC vierge.
L'objectif a été atteint avec le développement d'un processus de recyclage mécanique optimisé selon le type de déchet à traiter. L'objectif de ce processus est d'obtenir des produits aux performances comparables à ceux exclusivement réalisés avec des matériaux vierges. Ces produits peuvent ainsi être offerts sur le marché avec un fort avantage concurrentiel grâce à leur valeur ajoutée due au fait d'être un produit du recyclage.

Développement de matériaux recyclés et identification des applications possibles

Durant les activités préliminaires du projet, les matériaux de départ, mélanges de PVC vierge rigide et flexible utilisés pour les profilés coextrudés ont été analysés. Les principaux obstacles techniques présentés par le processus de recyclage consistent dans des profils rhéologiques très différents du PVC rigide et flexible, et donc dans des températures de traitement très différentes, étant donc nécessaire de déterminer un groupe de paramètres permettant de garantir le mélange efficace des deux types de matériaux sans entraîner une dégradation du polymère due aux hautes températures. En vue de développer un mélange recyclé présentant des caractéristiques homogènes et adaptées aux applications prévues en termes de performances et de fini esthétique, Bausano a poursuivi les objectifs suivants :

• Optimisation du processus de réduction dimensionnelle du déchet
• Optimisation de la formule du mélange via ajout d'additifs adaptés
• Optimisation des paramètres du processus d'extrusion en vue de réduire les effets de dégradation thermique et garantir un mélange optimal des deux types de PVC.

Une série de mélanges ont ensuite été extrudés avec différentes compositions, tout d'abord en laboratoire, avec notre Extrudeuse de laboratoire MD30, en vue de définir la faisabilité et la capacité d'extrusion.
Les formules et les paramètres de processus offrant les résultats les plus prometteurs ont ensuite été répliqués à l'échelle industrielle sur notre Extrudeuse à double vis MD Nextmover pour la regranulation du PVC.
 
Tous les composés produits, tant avec l'extrudeuse de laboratoire qu'avec celle à double vis, devaient faire l'objet d'évaluation en termes d'homogénéité de mélange, de répétabilité technique du processus de recyclage à l'échelle industrielle, de définition des paramètres opérationnels optimaux et des caractéristiques des éléments produits avec le nouveau matériau recyclé.
 
Par conséquent, plusieurs applications potentielles ont été identifiées pour le mélange à partir de produits mixtes, si possible avec l'ajout de matériaux vierges rigides ou flexibles en vue d'atteindre le niveau de dureté requis par l'application prévue. Les applications possibles des granules extrudées par une extrudeuse de déchets post-industriels incluent les tuyaux, les profilés ou le produit coextrudé initial à l'origine du déchet.

Pour les applications basées sur PVC vierge, le taux de matériau recyclé utilisé était supérieur à 60 %, ce qui correspond à la limite de plastique recyclé la plus basse utilisée pour la production de produits certifiés « recyclés » via processus d'extrusion continu. Nous faisons noter que ce taux représentait un objectif particulièrement ambitieux du point de vue technique du fait des caractéristiques hétérogènes des déchets PVC.
 
Durant la phase finale du projet, chacun des composants identifiés a été réalisé avec les mélanges développés de manière à comparer leurs performances avec celles de spécimens similaires en matériau vierge.

Joint coextrudé en PVC flexible

Pour la production de la partie rigide du joint coextrudé, en fonction de la dureté cible déterminée (ShD), les mélanges utilisés sont produits à partir de produits recyclés avec ajout de PVC rigide vierge.
Le joint produit dans ces conditions optimales en termes de paramètres d'extrusion et de composé de départ répondent aux exigences minimales de dureté et de stabilité dimensionnelle leur permettant de s'adapter au logement prévu pour l'application finale (il s'agit ici de joints pour portails).
Le fini de surface est comparable à celui obtenu avec un PVC vierge.

Tige extrudée d'une seule pièce en PVC flexible extrudé

Pour la fabrication de ce composant prévoyant une dureté cible de 80 ShA, des composés recyclés avec ajout de PVC rigide flexible ont été utilisés. La tige produite dans ces conditions optimales en termes de paramètres d'extrusion et de composé de départ répond aux exigences minimales de dureté et de stabilité dimensionnelle lui permettant de s'adapter au logement prévu pour l'application finale et même de se comporter mieux que le matériau vierge du fait de la dureté moyenne supérieure obtenue.
Les performances attendues du composant tubulaire prévoient qu'il reste en place dans son logement en cas de traction entraînée par une contrainte appliquée sur la feuille ou par le vent.
Cette éventualité est à la fois due à la déformabilité du matériau et à la géométrie du composant, s'agissant d'un profilé creux. Un essai spécialement conçu a été effectué dans ce cas et simule exactement la contrainte décrite. Le résultat esthétique est identique à celui du composant tubulaire réalisé en PVC flexible vierge.

Conclusions et développements futurs

Le processus de recyclage du PVC en circuit fermé développé par Bausano a essentiellement fourni des données de recherche et développement pouvant être réutilisées par nos clients. Ces derniers tireront de nombreux avantages du recyclage effectué avec une extrudeuse Bausano, y compris durant cette période historique de manque de matières premières.
Les avantages sont les suivants :

• Impact environnemental mineur grâce à une baisse radicale des déchets de production envoyés en décharge et à l'utilisation de matériaux vierges provenant de ressources fossiles non renouvelables, partiellement remplacées par des matières premières secondaires ;
• Économies sensibles, l'entreprise enregistrant une baisse immédiate de ses frais d'élimination des déchets de production et dans l'approvisionnement en matières premières ;
• Possibilité d'appliquer nos systèmes d'économie d'énergie à un processus de recyclage du PVC via chauffage à induction du cylindre, ce qui comporte de nouvelles économies et une protection accrue de l'environnement ;
• Possibilité de surveiller les paramètres de production au moyen de notre Industry 4.0 Orquestra système IoT.

L'utilisation du PVC recyclé, avec ou sans ajout de PVC vierge, pour des productions autres de celles actuellement en place, peut être envisagé comme développement futur permettant d'étendre la gamme de produits Bausano.