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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO MENTION SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master
Titre Ingénieur en Science et Ingénierie des Matériaux
Présenté par : Monsieur TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Soutenu le :08 juin 2017
Sous l’encadrement de : Monsieur ANDRIAMANAMPISOA Tsiry Angelos
et
Monsieur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely
Promotion 2015
CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES
DECHETS EMBALLAGES FILMS PLASTIQUES
DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION
DE PAVE EN PLASTIQUE
Présenté par : MonsieurTAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Soutenu le : 08 juin 2017
Membres du Jury :
Présidente : Madame Zolimboahangy RAKOTOMALALA, Maître de
Conférences
Encadreurs :
Monsieur TsiryAngelos ANDRIAMANAMPISOA, Chercheur
Enseignant
Monsieur Gabriely RANAIVONIARIVO, Professeur Titulaire
Examinateurs :
Monsieur Hery Mikaela RATSIMBAZAFY, Maître de Conférences
Monsieur Charles RAZAFINJATOVO, Maître-assistant
Promotion 2015
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO MENTION SCIENCE ET INGENIERIE DES MATERIAUX
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master
Titre Ingénieur en Science et Ingénierie des Matériaux
CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES
DECHETS EMBALLAGES FILMS PLASTIQUES
DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION
DE PAVE EN PLASTIQUE
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
i
REMERCIEMENTS
Avant tout, je rends grâce au Seigneur pour son Amour et sa bienveillance tout au long
de mes études, ceux qui ont conduit à l’achèvement de cet ouvrage.
Aussi, je tiens à exprimer mes sincères remerciements aux :
Professeur Titulaire Yvon ANDRIANAHARISON, Directeur de l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), de m’avoir autorisé à
présenter les résultats de mes études et à l’ancien Directeur de l’Ecole, monsieur
le Professeur Philippe Antoine ANDRIANARY, qui m’a accueilli au sein de
l’ESPA ;
Docteur Frédéric RANDRIANARIVELO, Chef de la mention Science et
Ingénierie des Matériaux (SIM).
Docteur Zolimboahangy RAKOTOMALALA, Maître de Conférences à l’ESPA,
présidente du jury du présent mémoire.
Je tiens à exprimer aussi ma profonde gratitude au Professeur Gabriely
RANAIVONIARIVOProfesseur Titulaire à l’ESPA et au DocteurTsiry
AngelosANDRIAMANAMPISOA,Directeur Technique de la Société JB Amboditsiry,
Chercheur Enseignant à l’ESPA qui ont acceptés de diriger ce mémoire, pour ses
accueils, ses disponibilités et les conseils qu’ils m’ont donnés pour la réalisation de ce
mémoire. J’estime avoir eu le meilleur encadrement pédagogique qu’un élève aurait pu
espérer.
Mes remerciements vont aussi aux examinateurs, membres du jury pour leurs sincères
apports dans l’amélioration de ce manuscrit. Vos critiques et vos remarques ont été
précieux. :
Docteur Hery Mikaela RATSIMBAZAFY, Maître de Conférences à l’ESPA.
Monsieur Charles RAZAFINJATOVO, Maître-assistant à l’ESPA.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
ii
Tout le personnel d’encadrement et d’administration de l’Ecole, et surtout ceux de la
Mention SIM, qui nous ont instruites durant les cinq années d’études à l’ESPA.
Mes pensées vont également à, à ma famille, mes proches, en particulier à mes deux
mères, et à mon frère,pour l’amour, la sagesse, les soutiens, et les encouragements
qu’ils m’ont apportés durant tout mon parcours.
Un grand merci à tous mes amis, surtout ceux de la promotion 2015 de la mention
Science et Ingénierie des Matériaux, pour leurs encouragements et en souvenir des
tendres et dures années passées ensemble.
Qu’ils trouvent tous ici les respectueux témoignages de ma profonde gratitude.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
iii
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS
SOMMAIRE
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ANNEXES
LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : LES POLYMERES
CHAPITRE II : LES MATIERES PLASTIQUES
CHAPITRE III : LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES
CHAPITRE IV : LES PAVES EN PLASTIQUES
PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE V : LES DECHETS D’EMBALLAGES DE L’USINE JB
CHAPITRE VI : MATERIAUX ET METHODES
CHAPITRE VII : RESULTATS – DISCUSSION - ANALYSE
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
iv
PARTIE III : EVALUATION ECONOMIQUE DU COUT DU PROJET ET
REGARD SUR LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT
CHAPITRE VIII : EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET
CHAPITRE IX : REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT
CONCLUSION
BIBLIIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
ANNEXE
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
v
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Propriétés des charges des matières plastiques ........................................ 16
Tableau 2 : Propriété et quelques applications des emballages plastiques. .................. 23
Tableau 3 : PCI des emballages plastiques courant, du pétrole et du charbon ............. 26
Tableau 4 : Compatibilité et l’incompatibilité de l’association des matériaux plastique .. 29
Tableau 5 : Emballages films plastiques de la société JB ............................................. 39
Tableau 6 : Masse d’emballages consommés par la société......................................... 40
Tableau 7 : Répartition des déchets emballages au sein de JB .................................... 40
Tableau 8 : Propriétés mécaniques et thermiques des plastiques utilisés ..................... 42
Tableau 9 : Ouverture des tamis utilisé pour l’analyse granulométrique du sable S
suivant l'ordre décroissante et le Module AFNOR correspondant ................................. 44
Tableau 10 : Composition chimique du verre ................................................................ 47
Tableau 11 : Données spécifiques à chaque essai ....................................................... 53
Tableau 12 : Résultats de l’analyse granulométrique du sable 0/5 ................................ 56
Tableau 13 : Récapitulation de l’analyse granulométrique du sable utilisé pour le calcul
du module de finesse .................................................................................................... 57
Tableau 14 : Temps de fabrication des différents essais ............................................... 57
Tableau 15 : Résultats de l’essai de compression ......................................................... 58
Tableau 16 : Coût direct de production .......................................................................... 63
Tableau 17 : Coût total production de chaque essai ...................................................... 63
Tableau 18 : Matériels nécessaires ............................................................................... 64
Tableau 19 : Investissement .......................................................................................... 64
Tableau 20 : recette annuelle estimée ........................................................................... 65
Tableau 21 : Rentabilité des projets .............................................................................. 66
Tableau 22 : Composition des fumées issues du chauffage de plastique ..................... 70
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
vi
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Classification des matières plastiques ........................................................... 13
Figure 2 : Procédée de régénération des matières plastiques ....................................... 27
Figure 3 : Procédé de recyclage en produits finis .......................................................... 28
Figure 4 : Phase de fabrication de pavé en plastique .................................................... 31
Figure 5 : Linteau pour maison en terre ......................................................................... 33
Figure 6 : Dalle armée de caniveau ............................................................................... 33
Figure 7 : Possibilité en dalle de latrines ....................................................................... 33
Figure 8 : Procédé de fabrication de biscuits ................................................................. 35
Figure 9 : Répartition des déchets emballages au sein de JB ....................................... 41
Figure 10 : Exemple de tamis ........................................................................................ 43
Figure 11 : Pesage de l'échantillon ................................................................................ 44
Figure 12 : Pesage des quelques refus ......................................................................... 45
Figure 13 : Copeaux de bois .......................................................................................... 48
Figure 14 : Moule type 1 ................................................................................................ 48
Figure 15 : Moule type 2 ................................................................................................ 48
Figure 16 : Pavé fabriqué sans ajout de PET ................................................................ 49
Figure 17 : Déchets de bouteilles en PET ..................................................................... 49
Figure 18 : Déchets de films d’emballage plastique ...................................................... 49
Figure 19 : Sable de rivière utilisé ................................................................................. 50
Figure 20 : Verre concassé ............................................................................................ 50
Figure 21 : Chauffage de la cuve de cuisson ................................................................. 50
Figure 22 : Chauffage des plastiques ............................................................................ 51
Figure 23 : Ajout de verre .............................................................................................. 51
Figure 24 : Fin de la cuisson .......................................................................................... 51
Figure 25 : Mise en moule ............................................................................................. 52
Figure 26 : Refroidissement des produits ...................................................................... 52
Figure 27 : Moule à pavé ............................................................................................... 54
Figure 28 : Appareil utilisé pour les essais de flexion et de compression ...................... 54
Figure 29 : Section du type de pavé testé ..................................................................... 55
Figure 30 : Courbe granulométrique du sable S 0/5 ...................................................... 56
Figure 31 : Variation du temps de travail en fonction des essais ................................... 58
Figure 32 : Processus de valorisation des déchets films ............................................... 61
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
vii
LISTE DES ANNEXES
ANNEXE 1 : PRESENTATION JB………………………………………………………....b
ANNEXE 2 : SOURCES DES DECHETS FILMS DE JB…………………………………c
ANNEXE 3 : COMPACTEUR DE DECHETS FILMS DE JB……………………………d
ANNEXE 4 : LISTE DES CODES DES PLASTIQUES…………………………………...g
ANNEXE 5 : DETAILS DE CALCUL DU BILAN ECONOMIQUE.………….…………i
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
viii
LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS
HAPC : Hydrocarbure Aromatique Polyclyniques Chloré
CTG : Centre Téchnique de Garoua
MdF : Module de Finesse
PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur
OPP : Oriented Polypropylène ou Polypropylène Orienté
F : Force de pression maximale supportée par le matériau
S : Section de l’échantillon de pavé
Rc : Résistance à la compression exprimée
Ar : Ariary
Rn : Revenue
I : Investissement
VAN : Valeur Actuel Nette
TRI : Taux de rentabilité Interne
CO2 : Gaz carbonique
GPL:Gaz de Pétrole Liquéfié
FRP : Fiber Reinforced Plastics
KRP: Kevlar Reinforced Plastics
GRP: Glass Reinforced Plastics
CFRP : Carbon Fiber Reinforced Plastics
JB : Jean Barday
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
1 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
INTRODUCTION
Actuellement, les matières plastiques envahissent notre vie quotidienne, car on les
trouve partout autour de nous. Compte tenu de leur coût et de leurs propriétés par
rapport à ceux des métaux et des alliages, leur utilisation devient très intéressante
surtout dans le domaine de l’industrie agroalimentaire.
En particulier, depuis 1970, l’usage répandu des plastiques dans les emballages ne
cesse d’augmenter. Ainsi, les plastiques sont devenus de plus en plus le matériau de
choix pour toute gamme d’emballages, non seulement pour les produits artisanaux mais
aussi pour les produits industriels.
En effet, étant une grande société de production très reconnue en agroalimentaire à
Madagascar, l’industrie JB met sur le marché plusieurs produits chaque année et
éventuellement des emballages se retrouvent beaucoup plus dans les rues que dans les
poubelles. A part cela, les incidents tout au long de la production dans l’usine génèrent
des déchets d’emballages.
De ce fait, au cours de ces dernières années, un accroissement remarquable des
déchets emballages a été rejeté par la société.
D’une part du point de vue économique, le coût élevé pour le ramassage de ces déchets
fait augmenter les charges de la société. D’autre part, ces déchets emballages, qui sont
en majorité des matières plastiques sous forme de films, engendrent des problèmes sur
notre environnement. Ceci nous a donné l’idée de ce présent mémoire qui s’intitule :
« CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES FILMS
PLASTIQUES DE LA SOCIETE JB - ESSAI DE FABRICATION DE PAVE EN
PLASTIQUE » qui consiste à élaborer et mettre en place un procédé de valorisation de
ces déchets au sein de l’usine.
Pour cela, nous allons d’abord faire une étude bibliographique concernant les polymères,
les matières plastique et les emballages alimentaires. Ensuite, la deuxième partie de
notre travail sera consacrée sur l’étude expérimentale. Enfin, dans la dernière partie
nous évoquons l’évaluation économique et l’approche environnementale du projet
envisagé.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
2 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
PARTIE. I ETUDES ET RAPPELS
BIBLIOGRAPHIQUES
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
3 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. I LES POLYMERES
I.1 HISTORIQUE
Au sens large, ce sont des matériaux organiques constitués par des macros molécules
résultant de la transformation des substances naturelles, ou de la synthèse directe des
composés extrait du pétrole, du gaz naturel du charbon ou d’autres matières minérales.
Les premières matières plastiques (celluloïd et bakélite) apparurent pendant le dernier
tiers du XIXe siècle. Des centaines de chercheurs et bricoleurs sont à l’origine de leur
essor, les premiers plastiques artificiels, résultent de la transformation chimique de
polymère naturels tels que le caoutchouc, la caséine. La première matière plastique
industrielle est un polymère synthétique à base de phénol appelé la Bakélite
Dès le début du XXe siècle, on distinguait les molécules organiques en deux catégories :
Les cristalloïdes
Les colloïdes
Les cristalloïdes sont des composés organiques cristallisables ayant une température de
fusion et de masse molaire définie. Mais par contre, les colloïdes sont des molécules
visqueuses, qui ne se cristallisent pas et ayant une température de fusion mal définie.
Depuis ce temps, l’évolution de la découverte de nouvelles matières plastiques s’est
accéléré comme :
En 1835, Henri Vicor Regnault découvrit par accident la réaction de polymérisation du
chlorure de vinyle.
En1862, l’anglais Alexander Parkes présenta la Parkesine (issue de la cellulose), l’un
des plus anciens polymères artificiels, lors de l’Exposition Universelle de Londres. Cette
découverte fut à la base de l’industrie plastique moderne.
En1933, les ingénieurs anglais Eric Fawcett et Reginald Gibson de la firme ICI obtient le
polyéthylène basse densité (PEBD) (LDPE pour les Anglo-saxons) (densité d = 0,92) par
polymérisation radicalaire, en opérant sous très haute pression à environ 200 °C.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
4 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Notons que le polyéthylène (PE) est le seul polymère qui puisse être obtenue par voie
radicalaire.
En 1941, le polyéthylène téraphtalate (PET) futdecouverte par J.R Whinfield et
J.Dickson.
Dans le début des années 1950, Carothers et Flory montrent l’existence des édifices
covalents de masse molaire supérieure à 100 00 qui est le fondement de la théorie des
polymères. Dès cette époque, on a établi la notion de polymère.
I.2 DEFINITION
I.2.1 Polymère
Etymologiquement, le polymère est un mot qui vient du grec « pollus » plusieurs, et «
meros » partie, les polymères ou macromolécules sont des substances organiques ou
inorganiques, liquide ou solide à température ambiante, constituée d’enchainements en
motifs répétés de monomère de même nature chimique et reliées par des liaisons
covalentes. La macromolécule est une géante qui peut atteindre des masses molaires
très élevée (plus de 10 millions g.mol-1).
Un polymère peut être d’origine naturelle ou obtenue par modification chimique d’un
polymère naturel, ou bien entièrement synthétisé par voie chimique ou enzymatique par
une réaction de polymérisation.
I.2.2 Monomère
Le monomère (du Grec monos : un seule, et meros : partie), est une molécule de base
pouvant être par exemple non saturée ou cyclique ou encore comportant des fonctions
réactives à ses extrémités, qui réagit par des réactions dites : de polymérisation pour
conduire à un polymère.
I.2.3 Degré de polymérisation
Le nombre de motifs monomère est appelé degré de polymérisation.
Il est noté : DP,X ou n.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
5 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Par exemple, plusieurs molécules de propylène dans la création de polymère permettant
d’obtenir le polypropylène selon la réaction :
Soit M la masse molaire d’un polymère et M0 la masse molaire du monomère. Le degré
de polymérisation est alors :
n =𝑀
𝑀0
Lorsque le degré de polymérisation est peu dispersé autour d’une valeur moyenne, le
polymère est dit homogène ; dans le cas contraire le polymère est dit hétérogène. La
formation de la macromolécule se fait entre le site actif du monomère ou tout simplement
par élimination d’une molécule simple comme l’eau.
I.3 CLASSIFICATION DES POLYMERES
Plusieurs types de classification peuvent être attribués aux polymères.
I.3.1 Selon leur déformation,
Il existe deux types de matière plastiques :
Les plastomères :
Ce sont des plastiques ou des polymères susceptibles d’acquérir une transformation
permanant sous l’action d’une contrainte comme le PVC, PS,…..
Les élastomères :
Ce sont des polymères capables d’être étirés au moins aux doubles de sa longueur
initiale et reprend rapidement sa forme initiale après déformation comme le caoutchouc
naturel ou synthétique.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
6 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
I.3.2 Selon leur plasticité
On peut distinguer :
Les thermoplastes :
Ce sont des polymères qui se ramollissent ou passent à l’état de fusion quand on chauffe
au-dessus de sa température de ramollissement et devient solide lorsque la température
baisse en dessous de cette température comme le polypropylène, le polyéthylène,….
Les homopolymères branchés
Les homopolymères en étoiles
Les copolymères
Les copolymères sont des polymères dont la polymérisation s’effectue sur des plusieurs
monomères différents.
Cela conduit à une très grande variété de structures dont on distingue principalement :
Le copolymère alterné : copolymère constitués de macromolécules comportant deux
sortes d’unités monomère distribuées en alternance, équivaut à un enchainement
homopolymère –(AB)-
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
7 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A
Le copolymère à blocs ou séquence : comporte des séquences plus ou moins longues
de A et de B
A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B
I.3.3 Selon leurs propriétés
Selon les propriétés physiques et mécaniques, on distingue 3 grandes familles de
polymères: les thermoplastiques, les thermodurcissables, les élastomères
I.3.3.1 Les thermoplastiques
Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications
sont désignés sous le terme thermoplastiques.
Sous l’effet de la chaleur, les chaînes de ces polymères glissent les unes par rapport aux
autres. Le polymère se ramollit, peut se déformer et être mis en forme. Après
refroidissement, la forme donnée est figée. Cette opération peut être répétée : à nouveau
chauffé, le polymère redevient malléable et peut être remis en forme. Exclusivement
possédée par les polymères thermoplastiques, cette caractéristique permet la
recyclabilité de ces matières.
Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :
le polycarbonate : PC (verre organique)
les polyamides: PA (Nylon)
les styréniques: PS, PSE
les polyoléfines: PE, PP
les vinyliques: PVC
I.3.3.2 Les thermodurcissables
Les polymères réticulés (contenant des noeuds entre les chaînes macromoléculaires) ou
en réseau constituent les thermodurcissables.
A l’inverse des thermoplastiques, la mobilité thermique est réduite. Plus la temperature
est élevée, plus les chaînes tridimensionnelles se figent ; les liaisons ou noeuds se
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
8 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
renforcent. L’opération est irréversible. Le polymère se rigidifie dès la première
transformation jusqu'à se dégrader si la température continue d’augmenter.
Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :
les phénoplastes (Bakélite®)
les polyépoxydes (Araldite®)
les polyurethanes: PU
les silicones
I.3.3.3 Les élastomères
Les élastomères sont caractérisés par leur grande déformabilité (6 à 8 fois leur longueur
initiale).
Ils sont obtenus à partir de polymères linéaires caractérisés par des liaisons
extrêmement faibles. Ces polymères sont donc des liquides très visqueux. Pour être
utilisés comme caoutchouc, des liaisons pontales (noeuds de réticulation) doivent être
introduites entre les chaînes, conférant ainsi aux matériaux une structure
tridimensionnelle qui assure la réversibilité de la déformation mécanique. Les noeuds de
réticulation sont introduits par une réaction chimique appelée vulcanisation après la mise
en forme du matériau.
Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :
le polyisoprène : NR (caoutchouc naturel)
le polyisoprène de synthèse : IR
le polychloroprène (Néoprène)
les polysiloxanes (silicones)
I.4 LES POLYMERES SYNTHETIQUES USUELS
I.4.1 Les polyéthylènes(PE)
Le PE est obtenu à partir de la polymérisation de l’éthylène. Il représente à lui seul
environs un tiers de la production totale des matières synthétiques et constitue la moitié
des emballages plastiques.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
9 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Le monomère est représenté par la formule chimique suivant :
I.4.2 Le polypropylène (PP)
Le PP est obtenu à partir de la polymérisation du propylène. C’est aussi une matière très
polyvalente qui sert à la fois comme thermoplastique et comme fibre.
I.4.3 Les polystyrènes (PS)
Le polystyrène est un polymère issu de la polymérisation du styrène. C’est une matière
dure, cassante et transparente qu’on utilise pour fabriquer du mobilier, des grilles de
ventilation, des jouets des verres plastiques….
De formules chimiques :
I.4.4 Les polyéthylènes théraphtalate (PET)
C’est un polymère obtenu par la polycondensation de deux composants : l'acide
téréphtalique et l’éthylène glycol. Les chaînes vont s’arranger et former des chaînes
résistantes. Le PET est surtout employé pour la fabrication de fils textiles, de bouteilles...
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
10 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
I.4.5 Le polychlorure de vinyle(PVC)
Obtenue par la polymérisation des monomères de chlorure de vinyle .Il peut être soit
rigide soit souple selon les ingrédients qu’on lui incorpore, le PVC rigide ayant un aspect
lisse et dur est utilisé pour les tuyaux de canalisation. Le PVC souple est utilisé pour la
mise en œuvre de certaines pièces comme les manches de pinces.
I.4.6 Le polyuréthane(PU)
Les polyuréthanes sont les polymères les plus utilisée pour faire la mousse. Ils sont
formés par l’association d’un isocyanate (composé organique dont l’un des carbones est
lié à plusieurs groupements hydroxyle -OH)
I.4.7 Les polyesters(PEST)
Les polyesters insaturés sont obtenus par réaction de condensation entre des acides et
des glycols (éthylène glycol, propylène glycol) le polyester sert surtout à fabriquer des
fibres textiles artificielles, les tissus produits sont brevetés sous les non de Dacron, de
Tergal ou de Térylène.
I.4.8 Les phénoplastes (PF)
Dans ce groupe, une des plus anciennes matières plastiques connue est la « bakélite ».
Les phénoplastes sont utilisés sous forme de poudres à mouler pour fabriquer du
matériel électrique (pour le bâtiment, l'électroménager), de résines pour obtenir des
stratifiés, de liants ou adhésifs (pour la fabrication de bois agglomérés ou de matériaux
composites renforcés fibres de verre, par exemple), en tant que peintures,...
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
11 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
I.4.9 La cellulose
C’est un polymère naturel qui est le constituant essentiel des cellules de végétaux
I.4.10 Les polyamides (PA)
Le polyamide est un polymère obtenu à partir de la polycondensation d’un diacide et
d’une diamine. Tous les polyamides sont des thermoplastiques ayant une structure
linéaire. Ils sont généralement utilisés en filière textile, connu sous le nom de nylon.
I.4.11 Les polyépoxydes (PEP)
Les corps dont le nom débute par le préfixe époxy contiennent dans leurs formules un
groupement éther-oxyde.
Les résines époxydes sont des substances liquides ou solides, obtenues par
polycondensation de monomères époxyde avec un agent de réticulation (appelé parfois
durcisseur) qui peut être un anhydride d’acide, un phénol, ou le plus souvent une amine,
et qui contiennent un ou plusieurs groupes époxy par molécule.
L’exemple le plus simple est l’époxyéthane.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
12 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. II LES MATIERES PLASTIQUES
II.1 GENERALITES SUR LES MATIERES PLASTIQUES
II.1.1 Historique
L'invention de la première matière plastique a un peu plus d’un siècle ; elle est
née d'un concours qui avait pour objet le remplacement de l'ivoire des boules de billard.
C'était en 1869 que J. W. HYATI', imprimeur new-yorkais, déposa un brevet pour
l'invention du "Celluloïd" (nitrate de cellulose), première matière plastique "artificielle",
issue de produits végétaux.
La première matière plastique "synthétique", issue de produits minéraux, la "Bakélite"
(phénoplaste), ne fut inventée qu'une quarantaine d'années plus tard par le Belge
Bakeland en 1909 ; il créa sa marque pour l'exploitation commerciale de son invention.
En fait, on peut dire que ces nouveaux matériaux ont végété une soixantaine
d'années, jusqu'à ce que les bases scientifiques en physique et chimie aient
suffisamment évolué pour permettre l'exploration sérieuse de toutes les voies possibles
de la polymérisation. C'était en 1927 qu'apparaît le polyméthacrylate de méthyle, inventé
par l’Allemand Wulff, commercialisé sous le nom de "Plexiglas". A partir de ce moment,
de nouvelles matières plastiques apparaissent à un rythme rapide ; elles profitent à tous
les domaines technologiques, prennent une place importante dans la vie quotidienne. La
production en volume des plastiques dépasse actuellement en France la production de
tous les métaux confondus. Les plastiques ont longtemps été considérés et utilisés
comme de vulgaires produits de remplacement à bon marché de matériaux "nobles" :
faux ivoire, fausse écaille, faux cuir, ... il n'y a pourtant pas de mauvais matériau ; mais il
peut y avoir de mauvaises utilisations par manque d'imagination.
Aujourd'hui le développement de techniques spécifiques, l'exploitation intelligente
des multiples qualités des matières plastiques ont donné leurs "lettres de noblesse » à
ces matériaux devenus irremplaçables. Un bon exemple est donné par la maroquinerie
qui utilise de moins en moins les plastiques comme imitation du cuir, mais crée des
modèles qui affichent leur matériau avec goût en exploitant au maximum les possibilités
nouvelles de formes, de décor et de montage. La multiplication des matières plastiques
adaptées à chaque utilisation a été accompagnée par la multiplication des procédés de
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
13 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
transformation et de mise en œuvre. Le vingt et unième siècle sera le siècle des
matériaux de synthèse.
II.1.2 Origine
99% des plastiques utilisés actuellement dans le monde sont fabriqués à partir de
pétrole. Plus exactement à partir du naphta, appelé aussi essence lourde, obtenue lors
du raffinage du pétrole et de sa séparation par distillation fractionnée en différents
produits, des plus légers (GPL), aux plus lourds (les bitumes). Cette essence lourde subit
un traitement par la chaleur, le vapocraquage, qui en présence de vapeur d’eau casse
les hydrocarbures lourds du naphta qui deviennent des molécules plus légères ne
contenant que quelques atomes de carbone. Ces molécules légères utilisées pour la
fabrication des plastiques sont principalement des alcènes (oléfines) et
deshydrocarbures aromatiques (cycliques) insaturés.
II.1.3 Classification
Figure 1 : Classification des matières plastiques
Matières plastiques
Plastiques naturelles
soies, gommes,
laques
caoutchouc
colophanes
Plastiques semi-synthétiques
thermodurcissable,
thermoplaste
Plastiques
renforcés
FRP KRP
GRP CRFP
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
14 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
II.1.4 Les molécules de base
A part les plastiques naturelles, on distingue aussi les plastiques de polymérisation et
les plastiques de polycondensation.
II.1.4.1 Constitution des plastiques de polymérisation
La plupart des plastiques de polymérisation dérive des composés vinyliques de
formule générale : CH2 = CH-X avec X : radical variable
Exemple : si le radical est du chlore, on obtient du chlorure de vinyle.
Le degré de polymérisation désigne le nombre de motifs monomères présents
dans une molécule, pouvant atteindre 1600 à 2000. La température, la pression, la
nature et la quantité du catalyseur ont une influence sur le degré de polymérisation. Les
réactions de polymérisation sont des réactions en chaîne dans laquelle on distingue trois
phases :
• Phase d’activation : apparition des molécules sous l’action d’un catalyseur ou à la
lumière. C’est une phase lente par rapport aux autres phases.
• Phase de propagation : c’est la formation des macromolécules par addition successive
des molécules monomères.
• Phase d’interruption : on interrompt la réaction à l’aide de la désactivation par
dédoublement ou de la désactivation par transfert d’un atome d’hydrogène d’une
molécule à l’autre.
II.1.4.2 Constitution des plastiques de polycondensation
La condensation est l’union de deux molécules avec élimination de l’eau. Ainsi, on a la
relation suivante :
Acide + Alcool → Ester + eau
Il y a deux manières de condenser les molécules : la polycondensation à partir d’un seul
corps aboutissant à des composés monodimensionnels et à des polycondensations à
partir de deux corps donnant naissance à des corps bidimensionnels. Les
macromolécules tridimensionnelles sont obtenues si l’une des molécules comporte trois
groupements fonctionnels.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
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II.1.5 PROPRIETES DES MATIERES PLASTIQUES
Les propriétés des matières plastiques dépendent de la nature chimique du motif,
du degré de polymérisation ou de polycondensation et aussi de l’adjuvant.
Propriétés physiques
Masse volumique : elle varie, en générale, de 1 à 1.7 kg/cm3 mais augmente
progressivement suivant le degré de polymérisation ou de condensation ;
Couleur : suivant la quantité de l‘adjuvant ajoutée à la matière ;
Propriétés électriques : bons isolants électriques avec des propriétés statiques
dépendant des solutions antistatiques éventuelles ;
Propriétés thermiques : bons isolants thermiques en général ;
Solubilité : selon leur nature, la matière plastique peut être soluble dans certains
solvants. Cette solubilité décroit quand le degré de polymérisation ou de
polycondensation augmente ;
Propriétés mécaniques : principalement la résistance à la traction, à la
compression, et à la flexion, l’allongement à la rupture. On peut ajouter à la liste la
plasticité et l’élasticité.
Propriétés chimiques : ces propriétés chimiques sont très variables par rapport
aux différents produits chimiques.
II.2 PRODUCTION DES MATIERES PLASTIQUES
II.2.1 Matières premières
On peut citer les matières premières suivantes :
II.2.1.1 Les poudres à mouler
On additionne aux résines premières des produits divers destinés à améliorer la quantité
des matières plastiques :
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16 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Les charges : le choix de la charge dépend de la propriété recherchée.
Tableau 1: Propriétés des charges des matières plastiques
Propriétés recherchés Charges utilisées
Mécaniques Farine de bois, déchets textiles
Résistance au choc Déchets textiles
Résistance à la chaleur Poudre d’ardoise, mica, silice
Dureté Silice, poudre de coquille ou de noyau
Résistance électrique élevée Poudre d’ardoise, mica
Les plastifiants : permettent d’accroître la plasticité, la souplesse, et la
résistance au choc ;
Les colorants : améliorent la couleur des résines tout en conservant les
transparences nécessaires ;
Les catalyseurs : peuvent être initiateurs ou inhibiteurs d’une réaction de
polymérisation ou de polycondensation. Ce sont des métaux, des sels
métalliques, des oxydes et les rayons ;
Les stabilisateurs, au cours de la mise en œuvre des matières plastiques,
empêchent les altérations surtout du PVC ;
Les lubrifiants : sont utilisés pour faciliter le démoulage. En général, ce sont des
corps gras comme le stéarate de zinc.
II.2.1.2 Les stratifiées
Les stratifiées sont fabriquées à partir des résines et des matériaux en feuille de papier
ou du tissu. Elles sont utilisées en électrotechnique, en électronique, dans la mécanique
et la construction navale et dans la production des céramiques.
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II.2.1.3 Les plastiques armés
Ce sont des plastiques comportant une armature résistante dans la matrice résineuse. Ils
sont souvent utilisés dans les industries du bâtiment, dans la fabrication de tôles planes
ou ondulées.
II.2.1.4 Les résines liquides
Moulées sans pression, ils se durcissent sous l’action des catalyseurs et/ou de la
chaleur. On utilise souvent les plexiglas et du polymétacrylate de méthyle.
II.2.2 LES DEMI-PRODUITS
Ce sont des produits intermédiaires entre les matières plastiques et les produits finis. Ils
doivent être usinés pour donner des objets finis. On a deux sortes de demi-produits
II.2.2.1 Les extrusions:
Ce sont des produits longs par rapport à leur section droite. Ils sont fabriqués à l’aide
d’une extrudeuse ou boudineuse.
II.2.2.2 Les films, les feuilles et les plaques :
Ce sont des produits fins.
II.3 INTERETS DES MATIERES PLASTIQUES
II.3.1 Avantages et inconvénients des matières plastiques
II.3.1.1 Avantages
Les matières plastiques sont :
Peu coûteux, facilement modelés ou moulés
Légers, ayant une excellente isolation thermique
Facile à nettoyer, relativement durable
Economique en question d’énergie et de stockage de données
Luttent contre le changement climatique
Préservation de la santé,
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II.3.1.2 Inconvénients
Elles sont :
Polluantes, nécessitent des agents de nettoyage
Sensibles à la température, inflammable
II.3.2 Domaines d’applications des matières plastiques
On peut trouver l’application des matières plastiques dans les domaines suivants :
Génie civil
Conduites hydrauliques ou tuyaux
Châssis des fenêtres
Articles mobiliers
Cloisons
Industriel
Sacs, bagages
Appareils électriques et électroniques
Plaque électronique
Articles ménagers
Agriculture
Protection des produits
Conservation d'eau
Emballage
Médical
Seringues jetables
Poches de sang, valves cardiaques
Appareils orthopédiques et prothèses
Boîte à comprimés
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19 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Sport
Ballons et autres
Chaussures de sport
Raquettes de tennis
Filets
Transports
Voitures
Trains
Avions
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20 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. III LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES
Un emballage est destiné à conteniret à protégerdes marchandises, allant des matières
premières aux produits finis, à permettre leur manutentionet leur acheminementdu
producteur au consommateur ou à l’utilisateur, et à assurer leur présentation. Suivant
son utilisation, l’emballage est qualifié d’emballage de vente, de groupage ou de
transport.
Sa grande diversité d’utilisation fait que l’emballage peut prendre diverses formes (feuille,
sac, caisse, boîte, fût, bidon, etc.) et être réalisé à partir de papier, de carton, de
matières plastiques, de bois, de verre ou de métal. Il est le cas échéant complété
d’accessoires (accessoires d’assemblage, de bouchage, de préhension, de protection,
etc.).
L’emballage, par ses fonctions, est un partenaire incontournable de tous les secteurs
industriels. Le premier secteur utilisateur d’emballages est l’industrie agroalimentaire qui
absorbe plus de 60 % des emballages produits, suivie par l’industrie pharmaceutique, les
cosmétiques et la parfumerie (11 %), puis viennent les détergents, les produits
d’entretien, la chimie, les industries manufacturières, la distribution.
Les emballages, à la fois protecteurs du contenu, garants de la sécurité, de la
fonctionnalité, premier contact avec l’utilisateur ou le consommateur, messagers du
produit vers l’utilisateur, ambassadeurs de la marque, doivent répondre à un grand
nombre de fonctions, aussi bien techniques que marketing.
III.1 Définitions
L’emballage est défini comme tout objet constitué de matériaux de toute nature, destiné
à contenir et à protéger des marchandises données allant des matières premières aux
produits finis, à permettre leur manutention et leur acheminement du producteur au
consommateur ou à l’utilisateur, et à assurer leur présentation.
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21 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
III.2 Catégories
Selon les principaux rôles qu’il devra jouer, un emballage peut être qualifié des termes
suivants :
Emballage de vente ou emballage primaire ;
Emballage de groupage ou emballage secondaire ;
Emballage de transport ou emballage tertiaire.
L’emballage de vente ou emballage primaire est l’emballage conçu de manière à
constituer au point de vente une unité de vente pour l’utilisateur final ou le
consommateur.
Exemples : boîte de conserve métallique, tube de dentifrice en plastique dans son étui
en carton, bouteille de verre pour liquide, boîte en carton et ses calages en polystyrène
pour le petit électroménager.
L’emballage de groupage ou emballage secondaire est l’emballage conçu de manière
à constituer au point de vente un groupe d’un certain nombre d’unités de vente, qu’il soit
vendu tel quel à l’utilisateur final ou au consommateur, ou qu’il serve seulement à garnir
les présentoirs au point de vente. Il peut être enlevé du produit sans en modifier les
caractéristiques.
Exemples : pack en carton de boîtes de boisson, lot sous film en plastique de deux
flacons.
L’emballage de transport ou emballage tertiaire est l’emballage conçu de manière à
faciliter la manutention et le transport d’un certain nombre d’unités de vente ou
d’emballages de groupage en vue d’éviter leur manipulation physique et les dommages
liés au transport. L’emballage de transport constitue une unité de distribution.
Exemples : plateau en carton pour fruits et légumes, casier en plastique pour bouteilles,
emballage en carton ondulé pour téléviseur, fût métallique pour produits chimiques.
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22 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
III.3 Les matériaux en emballage
III.3.1 Les papiers cartons
Les papiers cartonspeuvent se répartir en trois grandes catégories, les papiers
d’emballage, les cartons plats et le carton ondulé.
Les papiers d’emballage se retrouvent notamment sous forme de sachets, de
sacs de petite, moyenne ou grande contenance, d’étiquettes.
Le carton plat est essentiellement utilisé pour la fabrication d’emballages
primaires, étuis et boîtes pliantes, principalement dans les domaines de
l’agroalimentaire, de la beauté, de la santé et du luxe.
Le carton ondulé [AG 9 765] est le principal matériau pour les emballages de
transport, caisses, plateaux, etc., et trouve aussi de nombreuses applications
dans la fabrication d’étuis et de boîtes pliantes.
III.3.2 Le verre
Le verre[AG 9 785] est principalement utilisé dans le domaine de l’emballage pour la
fabrication de bouteilles, de bocaux et de pots pour l’industrie agroalimentaire,
d’ampoules et de flacons pour l’industrie pharmaceutique, de flaconnages pour le secteur
de la parfumerie et du cosmétique.
III.3.3 Le bois
Les principales applications du bois [AG 6 100] dans l’emballage se classent en trois
catégories : les emballages industriels (caisses, emballages sur mesure, articles de
tonnellerie), les emballages de manutention (palettes et caisses palettes) et les
emballages légers (cageots pour les fruits et légumes, caissettes pour le vin, boîtes pour
le fromage).
III.3.4 Les matières plastiques
La diversité des matières plastiques[AG 9 780] et des modes de transformation permet
de produire une grande variété d’emballages pour divers secteurs industriels :
agroalimentaire, santé, beauté, chimie, etc.
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23 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
On les retrouve sous forme d’emballages de vente ou de conditionnement (bouteilles,
flacons, boîtiers, barquettes, blisters, sacs, sachets, films alimentaires), d’emballages de
groupage (films rétractables) ou d’emballages de transport (caisses, bidons, fûts,
conteneurs, éléments amortisseurs, palettes).
III.3.5 L’acier
L’acier[AG 9 760] est principalement utilisé en emballage pour la fabrication de boîtes de
conserve, de boîtes boisson ou de bidons pour l’industrie alimentaire, de pots, de seaux,
de bidons ou de fûts pour l’industrie chimique.
III.3.6 L’aluminium
L’aluminium[AG 9 760] est utilisé dans le domaine alimentaire sous forme de boîtes
boisson, de barquettes dans le domaine de la santé et de la beauté sous forme de
boîtiers pour aérosols, de tubes souples ou rigides et dans le domaine industriel et
chimique sous forme de bidons essentiellement.
III.4 LES EMBALLAGESALIMENTAIRES PLASTIQUES ET LES
VALORISATIONS POSSIBLES POUR LEURS DECHETS
III.4.1 Les matières plastiques courantes pour l’emballage
Le tableau ci-après regroupe les principales propriétés des emballages en matières
plastiques et les applications qui en découlent :
Tableau 2 : Propriété et quelques applications des emballages plastiques.
MATERIAUX PROPRIETES APPLICATION EN EMBALLAGE
PEBD Barrière à la vapeur d’eau
Souple
Tenue aux chocs
Inerte chimique
Isolant thermique
Résistance au froid
Transparence
Très bonne étirabilité
Films
Sacs (congélation super marchés)
Palettes de manutention
PEHD Barrière eau, gaz, UV
Rigidité
Flacon
Bouteilles (de lait)
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Inerte chimique
Moulabilité
Opacité
Résistance aux chocs
Résistance à l’abrasion, glisse
Tenue à la pression
Tenue à basse et haute
température
Bidons, cuve
palettes
PP PP clarifié et OPP (PP bi-orienté) :
- Barrière vapeur d’eau
- Rigidité
- Brillance
- Légèreté
- Résistance à la stérilisation
- Tenue aux températures
- Bonne résistance
mécanique
- Barquettes (beurre,
margarine)
- Cageots
- Conteneurs
- Films
- Flacons
- Pots de yaourts
- Seau
PVC - Transparence
- Inerte chimique
- Bonne étirabilité
- Isolant thermique,
électrique
- Résistance au
vieillissement
- Tenue au stress cracking
- Barquettes, boîtes
alimentaires
- Bidons
- Bouteilles
- Films
- Flacons
PS
- PS cristal : transparence,
rigidité
- PS choc : opacité, brillance
- Boîtes à œufs
- Films
- Flacons
PET
PET amorphe :
- Transparence
- Compatibilités aux parfums
- Brillance
- Résistance aux chocs
- Tenue pression inerte
- Barrière aux gaz-UV
- Barquettes
- Boites (viandes, pâtisserie)
- Boîtes à œufs
- Bouteilles (boissons
gazeuses)
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- Tenue aux températures
élevées
PET cristallisé : identique à PET
amorphe mais sans Transparence
III.4.2 Valorisation des emballages plastiques
La valorisation est un terme générique recouvrant l'ensemble des techniques qui
permettent le réemploi, la réutilisation, le recyclage ou la régénération des déchets.
La valorisation des déchets constitue désormais un choix stratégique pour faire face à
l’accroissement de plus en plus important, des quantités des déchets générés et de la
demande de matières premières, mais également à l’épuisement alarmant des
ressources naturelles.
Comme tous les déchets plastiques, il existe trois méthodes de valorisation des
emballages plastiques : la valorisation énergétique, la valorisation mécanique et la
valorisation chimique
III.4.2.1 La valorisation énergétique
La valorisation énergétique consiste à incinérer les déchets plastiques pour récupérer
l’énergie qu’ils contiennent sous forme de chaleur. Les plastiques, composés de pétrole
raffiné, ont une capacité calorifique proche de celui-ci. Cette méthode de valorisation
permet de recycler une grande partie des déchets plastiques. En revanche si elle est mal
maîtrisée elle peut présenter des risques majeurs pour l’environnement et la santé des
êtres vivants par l’émission de dioxines et de HAP, molécules cancérigènes présentes
dans les fumées.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
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Le tableau suivant présente le pouvoir calorifique inférieur (PCI) des polymères les plus
courants :
Tableau 3 : PCI des emballages plastiques courant, du pétrole et du charbon
Matériaux PCI matériaux pur
(MJ/Kg)
PCI Déchets
(MJ/Kg)
Gain calorifique (%)
PP 44 24 54,54
PE 43 22 51,16
PS 40 22 55
PET 22 12 54,54
PVC 17 9 52,94
Charbon 33,3 - -
Pétrole 45 - -
III.4.2.2 La valorisation mécanique :
La valorisation matière, ou valorisation mécanique consiste à réutiliser les déchets
plastiques avec un minimum de transformation de la matière. Cette technique est utilisée
pour le traitement des déchets thermoplastiques. Elle repose avant tout sur une collecte
sélective ou un tri des déchets plastiques à partir des ordures ménagères. Il est très
souvent nécessaire d’avoir des déchets plastiques triés par type de résine plastique. Plus
le tri est efficace, plus le produit en sortie de valorisation matière est de bonne qualité.
- La régénération
La régénération consiste à produire de la poudre, des granulés à partir de déchets
plastiques, comparable aux déchets vierges, pour les réintroduire sur le marché
international des résines plastiques. Elle s’opère en plusieurs étapes (tri, lavage,
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
27 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
séchage, broyage, extrusion, granulation) afin de produire un sous-produit recyclé plus
ou moins élaboré.
Figure 2: Procédée de régénération des matières plastiques
- La fabrication de nouveau produite
En recyclage, les plasturgistes font aussi une mise en œuvre des matériaux en différents
formes de produits finis : paillettes, chaises, élément de construction comme les briques,
les pavés, ….
TRI
LAVAGE
CONDITIONNEMENT
SECHAGE
GRANULATION
DENSIFICATION (films plastiques)
DECOUPAGE
EXTRUSION
BROYAGE (plastique rigide)
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
28 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 3 : Procédé de recyclage en produits finis
III.4.2.3 La valorisation chimique:
La valorisation chimique consiste à transformer la matière plastique en molécule de base
(polymère, ester...), pouvant servir à la synthèse d’une nouvelle matière plastique, ou
pour la pétro-chimie. Ces technologies sont encore peu développées ou limitées à
certaines natures de résines plastiques. On ne les utilise que dans les pays du Nord et
les pays émergents.
III.4.3 Critère à prendre en compte pour le recyclage des emballages
en plastiques
Plusieurs facteurs peuvent défavoriser la valorisation des emballages en plastiques.
Les matériaux utilisés et la compatibilité physico-chimique entre eux :La difficulté
majeure du recyclage des matières plastiques proviennent des caractéristiques des
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
29 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
polymères utilisés ainsi que leurs incompatibilités dans le cas où ils sont associés. Il faut
donc savoir :
la nature et les caractéristiques des matières plastiques utilisées,
Compatibilité physico-chimique des matériaux entre eux,
Facilité des séparations des couches en cas de multicouches.
Le tableau suivant nous montre la compatibilité et l’incompatibilité de l’association des
matériaux plastique
Tableau 4 : Compatibilité et l’incompatibilité de l’association des matériaux plastique
PET PEHD PVC PEBD PP PS
PET 1 2 3 2 2 3
PEHD 3 1 3 1 2 3
PVC 3 2 1 2 2 2
PEBD 3 1 3 1 2 3
PP 2 2 3 2 1 3
PS 3 2 2 3 3 1
Avec 1 compatibles ; 2 compatibles sous certaines conditions ; 3 incompatibles
III.4.3.1 Les composés ajoutés lors de la mise en œuvre
En fait, si les déchets d’emballage plastiques sont séparés par nature des polymères qui
les consistent, d’autres difficultés de recyclage persistent par la présence des nombreux
additifs contenus dans ces matériaux qui sont souvent très différents.
Les composés possibles d’être trouvés dans les matières plastiques, pour répondre aux
besoins finaux de l’emballage sont en général très nombreux dont leur nature et leur
quantité sont variables. On peut citer :
L’encre d’impression
Les systèmes de fermetures : joints, buchons, …
Les étiquettes
Les colles et adhésifs
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
30 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. IV LES PAVES EN PLASTIQUE
IV.1 DEFINITIONDES PAVES
Un pavé est un bloc en pierre ou en béton utilisé comme revêtement de chaussée. De
nos jours, il est utilisé essentiellement :
- pour des voies piétonnes ou rarement circulées
- dans des secteurs historiques
- sur des courts segments de routes.
Au-delà d’une certaine taille, on ne parle plus de pavés, mais de dalles ou de dallages.
Les revêtements en pavés et dalles ont connu un regain au cours des dernières années
avec le développement des voies piétonnes, la requalification et l’embellissement des
bourgs et centres villes.
IV.2 HISTORIQUE DES PAVES PLASTIQUES
A la fin des années 90 est apparue l’idée d’utiliser le plastique (et notamment les sachets
plastiques) comme liant, en remplacement du ciment, afin de produire différents
éléments de construction comme des pavés, des briques, des tuiles...
Les sachets plastiques sont pour la plupart faits en polyéthylène basse densité (PEBD),
qui est un thermoplastique. En les chauffant, ils vont fondre et devenir visqueux ; on y
ajoute alors du sable tout en malaxant. Une fois le mélange homogène, on le verse dans
un moule et on laisse refroidir avant démoulage.
Cette technique, qui présente l’avantage de nécessiter de faibles investissements et
permet de valoriser les sachets même non lavés, a beaucoup attiré l’attention en Afrique.
Elle a été testée par de nombreuses structures avec plus ou moins de succès. La
méthode la plus aboutie aujourd’hui est celle du CTG Garoua au Cameroun, améliorée
par la suite par Madacompost à Madagascar.
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31 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
IV.3 LES TECHNIQUES DE FABRICATION DE MATERIAUX DE
CONSTRUCTION :
Cette production se caractérise par le fait qu'elle ne nécessite pas d’investissement lourd
et qu'elle concerne principalement des emballages plastiques triés ; à savoir les sachets
et films transparents en polypropylène (PP) et en polyéthylène (PE) basse densité. Le
principe de fabrication est simple. Il s’apparente à celui d’un béton de sable (mélange de
sable et de ciment). Du plastique en fusion sert de liant à la place du ciment. Il est
mélangé avec du sable de granulométrie choisie, dans des proportions précises, selon
l’utilisation recherchée pour le produit fini (pavé piétonnier ou pavé de voirie).
Le phasage de la fabrication est le suivant :
Figure 4 : Phase de fabrication de pavé en plastique
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
32 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Préparation du mélange :
Les blocs de sachets plastiques après compactage sont pesés, comme le sable.
Le rapport plastique/sable est variable. Il est à définir préalablement, comme on le
ferait avec un béton de sable.
Chauffage du mélange :
Le mélange est chauffé progressivement, dans un fût de récupération, tout en
subissant un malaxage vigoureux. Les fumées résultant de cette manipulation, du fait
de la composition des plastiques utilisés, ne se composent que d’eau et de gaz
carbonique. Toutefois, il est recommandé d’équiper les personnels de masques à
fumées.
Moulage :
La pâte obtenue est répartie à la truelle et tassée dans un moule à plusieurs
compartiments, positionné sur une plaque métallique.
Démoulage :
Le démoulage est immédiat et s’effectue, sans problème, en retirant avec précaution
le moule.
Refroidissement :
Soit les pavés et la plaque métallique sur laquelle ils reposent, sont placés dans un
bac d’eau froide, soit on le laisse se refroidir à l’air libre.
Finition :
Les pavés refroidis sont vérifiés, éventuellement ébarbés. Ceux qui ne sont pas
conformes sont rejetés
La technologie est facile à mettre en œuvre, mais réclame, toutefois, une excellente
pratique issue de l’expérience pour avoir une constance dans la qualité.
La productivité de ce matériau est faible. 4 à 6 personnes peuvent fabriquer de 300 à
600 pavés par jour, soit environ 6 à 12 m2 de pavage, selon leur degré d’implication.
Le matériau produit, réalisé dans les règles de l’art, est un bon matériau. Il est
recommandé plutôt pour le trafic piétonnier et le pavage des allées et des trottoirs.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
33 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Sur le plan économique, sa production est rentable dans les pays où le coût du ciment
est élevé.
IV.4 AUTRES TYPES DE PRODUITS
Ce procédé permet aussi d’autres fabrications, soit sans adjonction de sable, soit en
ajoutant d’autres agrégats ou en armant la structure de fibres végétaux ou de métal
comme on le ferait avec du béton armé.
Figure 5 : Linteau pour maison en terre
Figure 6 : Dalle armée de caniveau
Figure 7 : Possibilité en dalle de latrines
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34 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
PARTIE. II ETUDES EXPERIMENTALES
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35 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. V LES DECHETS D’EMBALLAGE DE L’USINE JB
Les déchets d’emballages de la société sont issus des machines emballeuses lors de
l’emballage des produits ; les incidents se présentant tout au long de procédé de
production sont aussi des facteurs causant l’apparition de ses déchets.
V.1 LE PROCEDE DE FABRICATION DE BISCUIT DE L’USINE
Actuellement JB possède 3 lignes de production de biscuits qui permettent, à chacune,
de produire une grande quantité de gamme de biscuits sur la même ligne.
Figure 8 : Procédé de fabrication de biscuits
V.1.1 Pétrissage
C’est la première phase pour la production de la pâte. Le pétrissage consiste à appliquer
une force mécanique afin d’obtenir une pâte homogène. C’est donc pendant le
pétrissage que les quantités des matières premières nécessaires sont déterminées : la
farine, le sucre ou sel, les aromes, les levures avec ajout d’eau.
PETRISSAGE
FACONNAGE
CUISSON
EMBALLAGE ET CONDITIONNEMENT
REFROIDISSEMENT
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
36 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
V.1.2 Façonnage
Après le pétrissage et le temps de repos, la pâte va passer, par compression, sur tapis
roulant entre deux gros rouleaux pour être laminée, puis découpée automatiquement et
enfin dirigée vers un moule cylindrique rotatif où la forme du biscuit est gravée au creux
du cylindre
V.1.3 Cuisson
Un four en forme de tunnel assure la cuisson à partir de 200°C, selon un intervalle de
temps précis et différents pour chaque produit.
V.1.4 Refroidissement :
Une fois cuit, les biscuits sont refroidis tout au long d’un tapis roulant avant d’être mise
en emballage ou avant de les faire subir d’un enrobage ou un fourrage selon le =)cas
d’exigence du produit fabriqué.
V.1.5 Emballage et conditionnement :
La production se termine par l’emballage du produit obtenu ainsi que son
conditionnement. Cette dernière étape se fait par des emballeuses semi-automatiques.
Les paquets de biscuit obtenus sont ensuite mise en sachet afin d’être mise en carton.
V.2 LES MACHINES EMBALLEUSES DE JB
En général, il existe 2 types de machines emballeuses :
Les machines emballeuses horizontales : destinées pour l’emballage des produits selon
leurs nombres désignés.
Les machines verticales : destinées pour l’emballage des produits selon leur masse
voulue.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
37 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Une machine emballeuse comporte :
Deux chargeurs : par lesquels les biscuits enroulés sur le tapis sont chargés
manuellement pour être arrangés selon les nombre de biscuits dans un paquet.
Un convoyeur : destinées à transporter les produits prêt à emballer, vers le
conformateur. Cette action se fait par deux rails tournant avec des tapis qui
rapportent les biscuits lors de leurs passages au niveau des chargeurs. La
hauteur de taquets et celle des rails définissent les nombres de biscuits dans le
convoyeur.
Deux portes bobines : où l’emballage sous forme de bobine est posé. En étirant,
le film emballage va passer vers une imprimante pour le marquage du produit,
avant d’être au niveau du conformateur.
Un conformateur : sert à envelopper les biscuits et donne la forme de l’emballage
sur les produits.
Une molette : assure toute étape de scellage pour la fermeture et le pilage de
l’emballage.
Une mâchoire : découpe l’emballage pour avoir un paquet de biscuit.
Un tapis roulant : fait sortir le paquet de biscuit à l’extérieur de la machine.
V.3 LES SOURCES DE DECHETS FILMS
Toute au long de la production, les grands facteurs constituant les déchets films de la
société JB sont :
L’arrêt fréquent des machines emballeuses
Les produits finis non conforme à la qualité exigée
Les réparations de la machine en panne
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38 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
V.3.1 L’arrêt fréquent des machines emballeuses
L’arrêt de la machine emballeuse conduit en général à un sur chauffage ou une brulure
des films restés dans la molette, provoquant ainsi des déchets films. Cet arrêt fréquent
peut se produire par les faits suivants :
Les biscuits en désordres dans le chargeur exigent à un arrêt de la machine pour
les mettre en ordre.
La production des biscuits à dimension non standard fait arrêter la machine pour
pouvoir régler les taquets et les rails convenables.
Parfois, il y a des problèmes au niveau des façonnages qui obligent à arrêter
fréquemment la machine emballeuse pendant la réparation.
Quant aux personnels, l’abandon de poste conduit aussi à arrêter la machine car
les autres ne suivent pas le rythme du travail quand il y manque
V.3.2 Produit fini non conforme à la qualité exigée
Avant la mise en sachet, les produits finis subissent un contrôle en vérifiant leur qualité.
En fait les cas qui existent pour que ses qualités soient inacceptables sont :
L’impression du marquage inversée par rapport au standard.
Le marquage non lisible ou non imprimé
Mauvais emplacement de l’emballage par rapport aux biscuits
L’existence des biscuits cassés dans l’emballage
Des biscuits en désordre dans l’emballage
V.3.3 Machine en panne
Il est évident que la panne de la machine emballeuse provoque des déchets films surtout
lors de la réparation. Les problèmes qui peuvent se trouver dans la machine sont :
- Mâchoires endommagées
- Rupture du ruban pour l’impression du marquage
- Problème de température de scellage : trop élevé ou trop faible
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39 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
V.4 LE SUPPORT EMBALLAGES PLASTIQUES DE JB
La société dispose approximativement de 50 variétés de produits alimentaires, qui
nécessitent des différents types d’emballages à utiliser selon les produits à emballer et
selon les commandes de la société.
Ainsi, les emballages plastiques de JB se présentent sous formes des films complexes
composés de deux couches de films en superposition pour la complémentarité des
propriétés ainsi que pour assurer leur soudabilité. Ces types d’emballages sont importés
dont leur commande sont présentées dans le tableau suivant :
Tableau 5 : Emballages films plastiques de la société JB
film Description Types de produits à
emballer
OPP/OPP métallisé
OPP : soudabilité
OPP métallisé : barrière et
de résistance mécanique
Biscuits sec
Gaufrettes
Chocolats
OPP/OPP pearlized
OPP : soudabilité
OPP pearlized : barrière et
de résistance mécanique
Biscuits fourrés
OPP/OPP OPP : barrière et
soudabilité. Biscuits secs
PET/OPP white opaque
Polyester : soudabilité et
stabilité
OPP : barrière et de
résistance mécanique
Biscuits enrobés
PET/CPP métallisé
Polyester : soudabilité
CPP métallisé : barrière et
résistance mécanique
Bonbons durs
PET Polyester : stabilité et
barrière Bonbons coulés
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40 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
V.5 LES DECHETS EMBALLAGES DE JB EN 2015
V.5.1 Situation en général
En 2015, JB a consommé environ 770 tonnes d’emballages. Le tableau suivant montre
en détail ces consommations :
Tableau 6 : Masse d’emballages consommés par la société
Emballages Masse en tonnes
Mis sur le marché 746
Déchet de la société 24
TOTAL 770
V.5.2 Répartition des déchets d’emballage de JB
Il est à noter que 87,5% de déchets emballages sont représentés par la plateforme
biscuiterie et 12,5% sont ceux de la confiserie.
Ainsi, le tableau suivant présente les masses de chaque type de déchets emballages
issus des machines emballeuses de JB.
Tableau 7: Répartition des déchets emballages au sein de JB
Supports emballages Masse (t) %
OPP/OPP métallisé 11 44,88
OPP/OPP pearlized 8 34,06
PET/OPP white opaque 1,5 6,27
PET/CPP métallisé 1,5 6,27
OPP/OPP 1 4,26
PET 1 4,26
TOTAL 24 100
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
41 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 9 : Répartition des déchets emballages au sein de JB
46%
34%
6%
6%
4%4%
repartition des déchets de la societé
OPP/OPP métallisé OPP/OPP pearlized PET/OPP white opaque PET/CPP métallisé OPP/OPP PET
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
42 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. VI MATERIAUX ET METHODES
VI.1 MATERIAUX
VI.1.1 Plastiques
Les plastiques que nous avons utilisés durant notre expérience sont les balles de films
d’emballage densifiés après compactage et aussi des bouteilles en PET provenant des
collecteurs.
Tableau 8 : Propriétés mécaniques et thermiques des plastiques utilisés
PE PP
Propriétés mécaniques
Densité (g/cm3) 1,39 0,92
Module d'élasticité par traction (daN/mm2) 980 140
Module d'élasticité par compression (daN/mm2) 1050 130
Propriétés thermiques
Point de fusion (°C) 170 130
Point éclair (°C) 120 100
Coefficient de dilatation thermique (1 °C * 10-5) 7 11
Conductivité thermique Kcal/m.h.°C) 7 4
VI.1.2 Sable
Le sable de rivière est le seule type de sable disponible sur le site, donc toutes nos
expérimentations sont faites avec celui-ci. C’est un sable 0/5 et on le note par S.
VI.1.2.1Analyse granulométrique de Sable
L’analyse granulométrique permet de déterminer la granularité (répartition
dimensionnelle des grains) et la granulométrie (dimension des grains) d’un granulat.
La norme française XP P 18-540 définit le granulat comme un ensemble de grains
minéraux, de dimensions comprises entre 0 et 80 mm, destiné notamment à la
confection des mortiers et des bétons ainsi qu'à celle des couches de roulement, de base
et de fondation des chaussées et aux voies ferrées.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
43 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Matériels :
Pour l’analyse granulométrie des sables, on utilise toujours une série de tamis de plus
grande en plus petite. L’essai consiste à séparer au moyen d’une série de tamis, un
matériau en plusieurs classes granulaires de dimension décroissantes. Les dimensions
des mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction du grain maximal de
l’échantillon et de la précision requise. Le matériau étudié est placé en partie supérieure
des tamis et les classements des grains s'obtiennent par vibration de la colonne de
tamis. Les masses des différents refus et tamisât sont rapportées à la masse initiale de
matériau. Les pourcentages ainsi obtenus sont exploités sous forme graphique.
Les principales divisions granulométriques des granulats données par la norme XP P18-
540 sont les suivantes :
fillers 0/D ou D < 2 mm avec au moins 70 % de passant à 0,063 mm ;
sablons 0/D ou D ≤ 1 mm avec moins de 70 % de passant à 0,063 mm ;
sables 0/D ou 1 < D ≤ 6,3 mm ;
graves 0/D ou D > 6,3 mm ;
gravillons d/D ou d ≥1 et D ≤125 mm ;
ballasts d/D ou d ≥ 25 mm et D ≤50 mm.
La granularité du granulat, est définie par sa courbe granulométrique, déterminée
par analyse au moyen de tamisages successifs, cette courbe doit être intérieure à un
fuseau fixé à priori et définissant la granularité admissible du granulat.
Figure 10 : Exemple de tamis
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
44 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Tableau 9: Ouverture des tamis utilisé pour l’analyse granulométrique du sable S
suivant l'ordre décroissante et le Module AFNOR correspondant
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ouverture
[mm] 5,00 4,00 3,15 2,00 1,00 0,500 0,315 0,200 0,125 0,080 0,063
Module
AFNOR 38 37 36 34 31 28 26 24 22 20 19
Matériaux
On utilise le sable de rivière 0/5
Procédure à suivre pour la réalisation de l’essai :
Placer les tamis de telle manière que celui qui a la plus grande ouverture soit
placé au plus haut et les disposer par ordre décroissant d’ouverture.
Faire le criblage pour obtenir le sable 0/5.
Peser un échantillon sur une balance hydrostatique (Balance de précision de 1g).
Figure 11 : Pesage de l'échantillon
Faire l’analyse granulométrique.
Peser chaque refus pour chaque tamis.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
45 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 12 : Pesage des quelques refus
En déduire le passant ou tamisât correspondant
Tracer la courbe granulométrique : Tamisât cumulé[%] = f(Module AFNOR)
Résultats
Masse de l’échantillon : Méch : 1033,5 g
VI.1.2.2Module de finesse du sable S
Le module de finesse (MdF) est défini comme le caractère plus ou moins fin d’un sable, il
est égal au 1/100 ème de la somme des refus cumulés exprimée en pourcentage sur les
tamis de la série suivante: 0,16 ; 0,315 ; 0,63 ; 1,25 ; 2,50 ; 5,00.
Lorsque le module de finesse (MdF) est compris entre :
- 1.8 et 2.2 : le sable est à majorité de grains fins,
- 2.2 et 2.8 : on est en présence d’un sable préférentiel,
- 2.8 et 3.3 : le sable est un peu grossier.
Le module de finesse est particulièrement appliqué aux sables dont il est une
caractéristique importante.
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46 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VI.1.3 Verre
Dans le langage courant, le mot verre sert àdésigner un matériau dur, fragile (cassant) et
transparent. Dans le langage scientifique, le mot verre désigne un matériau amorphe,
c'est-adire non cristallin. Le plus souvent, le verre commercial est constitué d'oxyde de
silicium (SiO2) et de fondants.
L'utilisation du verre comme remplacement de sable dans la fabrication de pavé, peut
être une avenue très intéressante du fait que le verre est un matériau amorphe avec une
composition chimique proche des autres ajouts connus (Fumée de silice, laitier, cendre
volante)
Les principaux constituants du verre peuvent être classes en cinq catégories en fonction
de leur rôle dans son élaboration :
VI.1.3.1Les vitrifiant:
Ils constituent la partie la plus importante, ou on trouve :
La silice : c'est le composant principal du verre. II représente environ 70% de la
masse, il est l’élément formateur de réseau. Si onaugmente sa quantité, on
augmente la dureté du verre. Son point de fusion est à 1730°C. Plus le
pourcentage de silice est élevé et plus le coefficient de dilatation est faible.
L'anhydride borique : diminue le coefficient dedilatation et améliore la résistance
aux chocs thermiques. II est aussi plus résistantà l'eau. II possède aussi les
propriétés d'un fondant.
L'anhydride phosphorique : employé dans le domaine del'optique.
VI.1.3.2Le fondant:
Il abaisse la températureà laquelle le verre devient suffisamment fluide pour être
travailler (la silice fond à 1700° C). Ce sont les oxydes de calcium et de potassium qui
jouent le rôle de fondant. Ils sont de trois types : le natron d'Egypte (carbonate de
calcium), les cendres végétales sodiques (salicorne), les cendres végétales potassiques
(fougères, hêtres...)
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47 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VI.1.3.3Le stabilisant :
Ilempêche que la surface du verre ne devienne déliquescente et que le verre ne finisse
par se dissoudre dans l'eau. Il augmente aussi la résistancemécanique du verre, sa
dureté et sa brillance. La chaux est le stabilisant le plus répandu.
VI.1.3.4Colorants
Les verres sont le plus souvent teints par 1'agent d'oxydes métalliques pendant la fusion.
VI.1.3.5Les affinants
Ils servent àéliminer les bulles gazeuses générées par les réactions chimiques. Les
principaux affinant sont les nitrates (de potasse, de soude, de soufre) et aussi l’arsenic.
Ces deux derniers constituants peuvent être ajoutes suivant les caractéristiques
recherchées du verre.
La composition chimique du verre dépend de ces éléments et leurs caractéristiques, en
générale sa composition est celle présentée sur le tableau suivant :
Tableau 10 : Composition chimique du verre
Sable (Si02) 68 à 74 %
Oxyde de sodium (NaiO) 12 à 16%
Chaux (CaO) 7 à 14 %
Potasse (K20) 1%
Alumine (AI2O3) 0,3 à 3 %
Oxyde d'antimoine (SbO) 0,3 à 3 %
VI.1.3.6Caractéristiques du verre utilisées
Pour le verre on a utilisé des bouteilles en verre de couleur vert que nous avons
concassé. Ces verres ont une dimension entre 0 et 10mm.
VI.1.4 Source d’énergie
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48 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 13 : Copeaux de bois
Comme source d’énergie nous avons utilisé des copeaux bois. Le pouvoir
calorifique du bois dépend de sa teneur en eau. Le Pouvoir calorifique inferieur du bois
(PCI) est
1,7 KWh/kg à 60% d’humidité ;
4k Wh/kg à 20% d’humidité ;
4,4 KWh/kg à 11% d’humidité.
VI.1.5 Moule
Nous avons utilisé deux types de moule durant notre essai
Moule type 1 Moule type 2
Figure 14 : Moule type 1 Figure 15 : Moule type 2
VI.2 METHODE UTILISE
VI.2.1 Description du procédé
VI.2.1.1Préparation du mélange
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
49 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Elle commence par le triage des matières premières.
Préparation des plastiques :
Durant nos essais on a du mélanger des bouteilles en PET avec les déchets films car il
en met beaucoup de temps pour fondre et en plus les pavés fabriqué sont de mauvais
qualité ils présentent de fissuration après refroidissement. Ceci est dû aux différents
constituants des déchets films.
Figure 16 : Pavé fabriqué sans ajout de PET
Figure 17 : Déchets de bouteilles en PET
Figure 18 : Déchets de films d’emballage plastique
Préparation des sables et verres :
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
50 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 19 : Sable de rivière utilisé
Figure 20: Verre concassé
Après les triages on passe au dosage des matières premières qui consistent à peser
les différentes matières premières utilisées pour la fabrication du matériau.
VI.2.1.2Chauffage
- Faire le feu de chauffage, chauffer la cuve de cuisson;
Figure 21 : Chauffage de la cuve de cuisson
- Mettre les plastiques PET (bouteille en plastique) suivi des PP (les déchets films
d’emballage plastique) dans le cuve de cuisson;
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
51 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Figure 22 : Chauffage des plastiques
- Après fusion total des plastiques, nous ajoutons le sable ou les grains de verre
Figure 23 : Ajout de verre
- malaxer jusqu’à l’apparition de fumée blanche et cela indique que le mélange est bien
homogène.
Figure 24 : Fin de la cuisson
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52 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VI.2.1.3Malaxage et mise en moule
La pâte ainsi obtenu est enlevée à l’aide d’une pelle puis versée dans des moules
déposés sur une plaque métallique;
Figure 25 : Mise en moule
VI.2.1.4Refroidissement et démoulage
- Les pavés dans les moules sont ensuite laissés refroidir à l’air libre après quelque
minute puis démoulés.
Figure 26 : Refroidissement des produits
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
53 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VI.3 DONNEES SPECIFIQUES A CHAQUE EXPERIMENTATION
Tableau 11: Données spécifiques à chaque essai
Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5
Composition des
plastiques
50℅ PP et
50 ℅ PET
25℅ PP et
75 ℅ PET
25℅ PP et
75 ℅ PET
25℅ PP et
75 ℅ PET
25℅ PP et
75 ℅ PET
Ratio plastique et
sable ou verre
50℅
Plastique et
50 ℅ sable
50℅
Plastique et
50 ℅ sable
60℅
Plastique et
40 ℅ Verre
50℅
Plastique et
50 ℅ Verre
40℅
Plastique
et 60 ℅
Verre
VI.3.1 Temps de Fabrication des pavés
Le temps de fabrication est déterminé à l’aide d’un chronomètre. Les heures de début et
fin de l’expérience ainsi que les différentes phases de fabrications des pavés ont étés
notés.
VI.3.2 Bilan énergétique
Elle prend en compte la quantité de chaleur dégagée par les sources d’énergies utilisées
et par la combustion des plastiques. On peut déterminer la quantité d’énergie
consommée pour chaque expérience à l’aide de la formule suivante connaissant le PCI
du combustible utilisé et du plastique.
Energie dégagée = PCI x Masse de combustible
Dans notre étude, le bois est la seule source d’énergie utilisée.
Le PCI des plastiques est de 33950 [kJ/kg]
Le PCI du bois est de 15840 [kJ/kg]
Consommation d’énergie par m2 de pavage
La consommation d’énergie par m2 de pavage d’un essai = (bilan énergétique de l’essai)/
(nombre de pavé par m2) multiplié par le nombre de pavés obtenu au cours de l’essai.
Vue la forme de nos pavés nous avons 50 à 80 pavés par m2.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
54 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VI.4 ESSAI DE RESISTANCE MECANIQUE DES PAVES
Pour les essais nous avons utilisé le pavé du type de moule 2
Figure 27 : Moule à pavé
La presse hydraulique multifonctionnelle du Bloc technique de l’École Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo (ESPA) sise à Ankatso, a été utilisée pour la détermination
de la résistance mécanique des matériaux
.
Figure 28 : Appareil utilisé pour les essais de flexion et de compression
Pour le test de la résistance à la compression, on a placé des échantillons de pavé
réalisés qui subissent les essais à l’écrasement sur la presse hydraulique. Le principe
consiste à positionner l’échantillon entre les plateaux d’une presse, puis soumettre
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55 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
progressivement à une charge jusqu’à la rupture par compression (écrasement sous
charge axiale).
La formule de la résistance s’exprime:
Rc = F
S
F : force de pression maximale supportée par le matériauen [N]
S : section de l’échantillon de pavé exprimée [mm2]
Rc : Résistance à la compression exprimée en [MPa]
Calcul de la section S :
Figure 29 : Section du type de pavé testé
S = S1 + S2 + S3 + S4 + S5
S1 = 60 x 178
S2 = S3 = S4 = S5 = 32 𝑥 89
2
S = (60 x 178) + 4 (32 𝑥 89
2)
S = 16 376 [mm2]
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56 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. VII RESULTATS-DISCUSSION- ANALYSE
VII.1 RESULTATS
Les résultats obtenus pendant les différents essais sont présentés dans les tableaux qui
suivent et illustrés par les figures correspondantes.
Tableau 12: Résultats de l’analyse granulométrique du sable 0/5
d [mm] Module
AFNOR
Masse [g] Refus cumulés
[%]
Tamisâts
cumulés [%]
0,063 19 1033,500 100 0
0,080 20 1016,500 98 2
0,125 22 1002,500 97 3
0,200 24 996,000 96 4
0,315 26 860,000 83 17
0,500 28 589,000 57 43
1,000 31 161,500 16 84
2,000 34 33,000 3 97
3,150 36 12,500 1 99
4,000 37 7,000 1 99
5,000 38 3,000 0 100
Figure 30 : Courbe granulométrique du sable S 0/5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
Tam
isât
s cu
mu
lés
[%]
Module AFNOR
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57 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Tableau 13: Récapitulation de l’analyse granulométrique du sable utilisé pour le calcul
du module de finesse
d [mm] Refus en [%]
0,16 97
0,315 85
0,63 44
1,25 10
2,50 2
5,00 0
Total 238
𝐌𝐟 = % 𝐝𝐞𝐫𝐞𝐟u𝐬
𝟏𝟎𝟎
D’après le calcul, le module de finesse du sable utilisé est de 2,38. C’est un sable
assez fin.
Tableau 14: Temps de fabrication des différents essais
Temps de
fabrication Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5
Préparation 30 min 30 min 60 min 60 min 60 min
Fusion des
plastiques 50 min 35 min 35 min 35 min 35 min
Malaxage 20 min 20 min 30 min 20 min 17 min
Refroidissement
à l’air 40 min 40 min 90 min 60 min 50 min
Durée total 140 min 125 min 215 min 175 min 162 min
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
58 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
La figure suivante donne l’évolution des temps de travail en fonction des essais :
Figure 31 : Variation du temps de travail en fonction des essais
Tableau 15: Résultats de l’essai de compression
Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5
Charge de
rupture (daN) 10652 >12 000 7 913 8 916 8 550
Résistance à la
compression
(MPa)
6,5 > à 7 4,83 5,45 5,22
0
50
100
150
200
250
Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5
Tem
ps
en m
nVariation du temps total en fonction des essais
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
59 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VII.2 DISCUSSION
L’objectif de l’étude général est de proposer les formulations et paramètres de fabrication
qui donnent les résultats les plus intéressants au niveau technique et environnemental
pour la production de pavés à base desdéchets plastiques.
Durée de fusion
La durée de fusion des plastiques est autant plus élevée que la quantité de plastique est
grande ce qui explique le temps de fusion des plastiques de l’essai 3 plus élevé par
rapport à l’essai 4 qui, à son tour est plus élevée que l’essai 5. La durée de l’essai 1 est
plus longue que l’essai 2 car il y a plus de déchets films qui sont difficile à fondre.
Temps de refroidissement
Nos temps de refroidissement ont été de 45 minutes. Pour les mélanges plastique/sable
et 90 minutes au maximum pour les mélanges plastique/verre. On voit bien ici que les
pavés en verre mettent beaucoup plus de temps pour se refroidir. Ce temps de
refroidissement variait aussi en fonction des ratios sable/plastique plus il y a de
plastiques plus le refroidissement est lent.
Résistance mécanique
La résistance obtenue lors de l’essai de compression de l’essai 2 qui est en dessus de 7
MPa et largement supérieur par rapport à l’essai 1. Ceci montre que l’ajout de PET joue
un rôle très important dans la composition. Pour le verre l’essai 4 donne le meilleur
résultat avec une résistance de 5,4 MPa.
Ratios massiques des matériaux
Ces différents essais nous ont montré qu’il faut travailler avec des ratios massiques :
plastiques/sable(ou verre) de 50/50 ;
PET/OPP (déchets films) de 75/25.
Le refroidissement à l’air est toujours préférable.
Les pavés fabriqués avec les déchets plastiques peuvent être utilisé pour les trottoirs, les
cours et allées de jardins.
L’utilisation des déchets de verre est une voie de valorisation pour ce matériau.
.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
60 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
PARTIE. III EVALUATION DU COUT DU PROJET ET
REGARD SUR LA PROTECTION DE
L’ENVIRONNEMENT
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
61 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. VIII EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET
Ce chapitre permet de déterminer les profits et les avantages apportés par le présent
sujet.
VIII.1 ANALYSE DU PROCESSUS DU PROJET
Le procédé envisagé est comme suit :
Figure 32: Processus de valorisation des déchets films
VIII.2 ETUDE DE MARCHE
Afin de se situer dans le marché, il est toujours important de faire des analyses sur les
besoins des clients, la cohérence entre l’offre et la demande, ainsi que les concurrents
possibles.
VIII.2.1 La demande
Il est important de s’intéresser aux attentes des clients par exemple les bénéfices qu’ils
vont pouvoir en retirer (gain de temps, d’économie, nouveauté…).
Non seulement le prix est considéré comme critère important mais aussi la qualité des
produits finis.
Fabrication de pavé
Vente
Récupération des
déchets
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62 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
VIII.2.2 L’offre
L’offre doit répondre à la demande des clients, intègre : le produit/service, le prix, les
éléments promotionnels, la communication, les conditions de paiement, le service après-
vente, etc…
Avant d’observer l’environnement concurrentiel dans lequel l’entreprise évolue, il faut
avoir une visibilité sur toutes ces caractéristiques.
VIII.2.3 La concurrence
Les concurrents sur un marché peuvent être :
directs : l’entreprise concurrente propose un produit similaire au nôtre. Les
concurrents directs sont les entreprises qui fabriquent les mêmes produit comme :
Madacomposte, les petites entreprises à Antananarivo et dans les provinces.
indirects : l’entreprise concurrente propose un produit totalement différent, mais il
répond aumêmebesoin.
Les concurrents indirects sont les entreprises qui fabriquent les produits similaires
comme les fabricants de pavé en béton. A Madagascar il y a beaucoup de fabricants de
pavé en béton mais leurs couts sont largement supérieurs aux pavés plastiques et leurs
résistances mécaniques sont faibles par rapport à ce dernier.
Les pavés en plastiques peuvent très bien concurrencer les pavés en béton
VIII.3 BILAN ECONOMIQUE
Pour pouvoir choisir définitivement la variante à adopter pour la réalisation de notre
projet, un bilan économique de chaque cas s’impose.
Rappelons que d’après les résultats obtenus après les essais, les différentes
variantes considérées sont :
L’Essai 1 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de
50℅ déchets films et 50 ℅ déchet PET
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63 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
L’Essai 2 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 25℅
déchets films et 75 ℅ déchet PET
L’Essai 4 comme ratio 50℅ Plastique 50 ℅ verre dont le plastique est composé de 25℅
déchets films et 75 ℅ déchet PET
VIII.3.1 Coût de production
Le cout de production comprend :
Les charges variables : coûts des matières premières et de leurs transports.
Les charges fixes : le salaire du personnel constitué d’un gérant et de deux
ouvriers
Tableau 16 : Coût direct de production
Désignation salaire mensuel (Ar/pers) salaire annuel nombre montant annuel (Ar)
Gérant 700 000 8 400 000 1 8 400 000
Ouvriers 200 000 2 400 000 2 4 800 000
total = 13 200 000
Coût direct de production par m2 = 13 200
Après calcul les coûts de production pour chaque essai sont présentés dans le tableau
ci-dessous (voir annexe 5 pour les détails de calcul)
Tableau 17 : Coût total production de chaque essai
Essai 1 Essai 2 Essai 4
Charge Variable (Ar/m2) 19972 15472 26910
charge fixe (Ar/m2) 13200 13200 13200
Coût total de production (Ar/m2) 28672 33172 40110
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VIII.3.2 Investissement
L’investissement à effectuer recouvre les charges suivantes :
a) Les dépenses sur les matériels nécessaires pour la production
Tableau 18 : Matériels nécessaires
désignation Montant (Ar)
malaxeur 1000000
moule 200000
équipement de sécurité du personnel 400000
terrain de 100 m2 3000000
b) Le fond de démarrage assurant le tout premier mois de production, ceci varie
alors selon chaque cas.
Le tableau suivant donne l’investissement nécessaire pour chaque cas envisagé.
Tableau 19 :Investissement
Essai 1 Essai 2 Essai 4
Matériels [Ar] 4600000 4600000 4600000
Fond de démarrage [Ar] 1300000 1 700000 2 300000
Investissement [Ar] 5900000 6300000 6 900000
VIII.3.3 Prix de vente
A partir des coûts de production, on a pu estimer le prix de vente pour chaque essai et
avec une productivité de 2 m2/jour/personne qui équivaut à une production annuelle de
1 000 m2/an. Les résultats sur la recette annuelle de l’entreprise seraient alors comme
l’indique le tableau.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
65 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Tableau 20 : recette annuelle estimée
Essai 1 Essai 2 Essai 4
Prix de vente [Ar/m2] 32000 36000 43 000
Production annuelle
[m2/an] 1 000 1 000 1 000
Recette annuelle [Ar] 32 000000 36 000000 43 000000
VIII.3.4 Les critères derentabilité d’un projet
Pour tout projet d’investissement le critère de base à prendre en compte est la rentabilité.
Par la suite on va procéder au classement des trois variantes duprojet afin de déterminer
lesquelles sontles plus rentables et dans quel ordre elles sont réalisables, compte tenu
des possibilités de financement.
VIII.3.4.1 Le délai de récupération ou pay-back ratio
Le délai de récupérationmesure le temps nécessaire à la récupération du montant initial
d'un investissement en le comparant aux flux cumulés de trésorerie.
Le délai est obtenu en additionnant, année par année, les revenus (Rn). Lorsque ce
cumul devient supérieur à l'investissement initial (I), on retient la durée écoulée depuis
l'investissement et l'investissement est jugé rentable si ce délai de récupération est
inférieur au délai reflétant le niveau de risque de l'investisseur pour le projet concerné.
VIII.3.4.2 VAN ou Valeur actuelle Nette
La valeur actuelle netteindiquera de combien augmentera la valeur de l’entreprise si
l’investissement est entrepris. Sa valeur est égale à la différence entre la somme des
cash flows actualisés et le montant de l’investissement.
Les critères de décision sont :
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66 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Si VAN > 0 : le projet est rentable et l’investissement sera entrepris
Si VAN< 0: le projet n’est pas rentable, faire l’investissement serait un risque
Les éléments de calcul de la VAN :
Amortissement : L’amortissement pour dépréciation est la constatation comptable
de la diminution de la valeur d’un élément d’actif d’une entreprise.
Cash-flow net: c’est la somme du bénéfice net après impôts augmentée des
amortissements
Taux d’actualisation : En sachant qu'un ariary aujourd'hui n'aura pas la même
valeur dans quelques années, il faut alors actualiser la valeur des résultats
prévisionnels de chaque année pour tenir compte de cette évolution. La valeur du
taux d’actualisation dans notre calcul est de 12%.
Cash-flow actualisé : c’est le cash-flow net affecté du taux d’actualisation.
VIII.3.4.3 TRI ou Taux de RentabilitéInterne
C'est le taux pour lequel il y a équivalence entre le capital investi et l'ensemble des cash-
flows ou encore c’est le taux d’actualisation pour lequel la VAN du projet est nulle.
Les critères de décision pour le TRI sont :
Si TRI > taux d’actualisation pris pour le projet : le projet est rentable et
l’investissement sera entrepris
Si TRI < taux d’actualisation pris pour le projet :le projet n’est pas rentable, faire
l’investissement serait un risque
Tableau 21 : Rentabilité des projets
Essai 1 Essai 2 Essai 4
Délai de récupération [an] 2,16 3,06 2,08
VAN 4359193,1 2517282,6 2097521,40
TRI 24% 14% 10,42%
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
67 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Pour l’essai 4 la Van>0 mais le TRI <taux d’actualisation donc soit on abandonne le
projet soit on augmente le prix de vente du produit.
Pour l’essai 1 et 2 on a Van>0 et le TRI >taux d’actualisation donc ces deux projets sont
envisageables.
L’option optimale est l’essai 1 avec un délai de récupération moins court et un prix de
vente le plus concurrentiel.
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68 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CHAPITRE. IX REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT
IX.1 DEFINITION
L’environnement peut être défini comme étant l’ensemble des caractéristiques
physiques, chimiques et biologiques des écosystèmes plus ou moins modifiées par
l'action de l'homme. C’est l’ensemble des éléments qui conditionnent et déterminent
l’activité humaine, notamment :
- L’entourage biologique (l’homme, la faune : ensemble des espèces animales
vivant dans un espace ou habitat déterminé, la flore : ensemble des espèces
végétales croissant dans une région).
- L’entourage physique : l’équilibre biologique, les ressources naturelles, le climat et
le sol. L’entourage socioculturel, le patrimoine naturel ou culturel engendré par la
nature ou crée par l’homme, l’organisation sociale. L’interaction de ces différents
éléments ainsi que toute croissance directe ou indirecte engendrée par une
exploitation abusive de l’environnement.
IX.2 IMPORTANCE DE LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT A
MADAGASCAR
D’après l’Article 39 de la Constitution de la République de Madagascar, toute
personne a le devoir de respecter l’environnement. La protection et le respect de
l’environnement sont d’intérêt général. Il est du devoir de chacun de veiller à la
sauvegarde du cadre dans lequel il vit. L’Etat avec la participation des provinces
autonomes, assure la protection, la conservation et la valorisation de l’environnement par
des mesures appropriées. A cet effet, toute personne physique ou morale doit être en
mesure d’être informée sur les décisions susceptibles d’exercer quelque influence sur
l’environnement, directement ou par l’intermédiaire de groupements ou associations. Elle
a également la faculté de participer à ces décisions.
Le programme gouvernemental actuel s’est engagé sur cette voie de la protection
et du souci de prendre soin de l’environnement : « Madagascar Action Plan » avec le
septième engagement et ses quatre défis offre un challenge de taille à l’avenir de notre
génération.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
69 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
IX.3 IMPACTS PROBABLES DU PROJET SUR L’ENVIRONNEMENT
Comme tout projet, le présent travail en tant que mini projet même de petite
ampleur, aura avec ses activités d’exploitation des conséquences susceptibles d’être
néfastes ou bénéfiques sur l’environnement. L’analyse que nous allons brièvement
mener concernant : «valorisation des déchets films plastiques en matériaux de
construction » nous révèlera ce qui pourront être pris comme indices probables
d’impacts futurs. Loin de faire l’objet d’une vraie étude d’impacts environnementaux,
l’analyse, l’inventaire, le bilan et les mesures préconisées pour protéger l’environnement
ne sont qu’une part de responsabilité devant le devoir de tous les techniciens en matière
de reflexe environnemental.
IX.3.1 les impacts positifs du projet
Même esprit pour les filières de valorisation, le recyclage mécanique des matières
plastiques contribue également à la protection de l’environnement en réduisant les
déchets de plastiques enfouis qui ne sont pas bio dégradables et permet de produire des
nouveaux produits.
Le recyclage permet de réduire considérablement les espaces d’enfouissement de
déchets ainsi que l’émanation de gaz.
Nombreux sont ceux qui bénéficient de ce projet, si l’on ne cite que les collecteurs de
déchets et les acteurs dans la transformation.
Les conséquences positives du projet peuvent-être :
Création de nouveaux emplois pour la population qui se trouve dans les environs
(ramassage des bouteilles en plastique) ;
Développement de l’industrie nationale ;
Participation directe dans la course contre la pauvreté ;
Pour l’usine, réduction des couts engendrés par le ramassage d’ordure.
Les impacts positifs conséquents peuvent-être constatés par un développement
plus rapide de l’économie nationale, le niveau de vie amélioré, la durée de vie plus
élevée, une meilleure condition de vie sociale
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
70 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
IX.3.2 Impacts négatifs
Malgré ses qualités, le plastique a également des propriétés négatives. En effet,
seulement 18% sont recyclés. Les films plastiques transparents qui entourent les packs
d'eau ou les magazines, les pots de yaourt ou de crème fraîche, les barquettes
alimentaires en polystyrène, les sacs de supermarché, les sacs de congélation, les films
à bulles… ne sont pas recyclés.
Trop légers, les emballages ne sont pas rentables à recycler.
Le chauffage des déchets plastiques dégagent le plus souvent des fumées qui peuvent
s’avérer toxiques.
Impact sur le chauffage des déchets plastiques
Lors de l’opération il y a dégagement de fumé qui, non seulement pollue l’air mais aussi
peut intoxiquer les travailleurs. Cette note est une synthèse bibliographique de la
composition des fumées issues du chauffage du plastique ainsi que leur impact sur la
santé humaine.
Tableau 22: Composition des fumées issues du chauffage de plastique
Type de plastique Composition des fumées
PVC HCl, CO, CO2
PET CO, CO2 , Oléfines, Aides benzoïque
PS CO, CO2, Styrènes
PP CO, CO2, Alcanes, Alcènes, Hydrocarbures cycliques
PE CO, CO2, Alcanes, Alcènes, Hydrocarbures cycliques
Le chlorure d’hydrogène HCl
C’est un gaz incolore, toxique et hautement corrosif, il forme des fumées blanches
au contact à l’humidité.
- Il forme de l’acide chlorhydrique au contact des tissus du corps
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
71 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
- Son inhalation peut causer de la toux, la suffocation, l’inflammation des
parois nasales, de la gorge et du système respiratoire
- Dans les cas les plus graves, il peut entraîner un œdème pulmonaire,
une défaillance de système cardiovasculaire et la mort.
- Il peut causer aussi de graves brulures des yeux, des irritations oculaires
(conjonctive, larmoiement) et des dommages oculaires irréversibles.
Le monoxyde de carbone CO
C’est un gaz incolore, inodore et très toxique. Il représente un danger pour la vie des
hommes et les autres formes de vies aérobies :
- L’inhalation de quantités relativement faibles du toxique peut provoquer
une hypoxie majeure, des lésions neurologiques et, éventuellement, la
mort.
- Les premiers symptômes d’intoxication au monoxyde de carbone sont la
somnolence et les maux de tête, suivis par la perte de conscience, la
défaillance respiratoire et la mort.
Le dioxyde de carbone CO2
C’est un constituant naturel de l’atmosphère et un gaz incolore, inodore, à la saveur
piquante. Il est le deuxième gaz à effet de serre le plus important dans l’atmosphère
après la vapeur d’eau, contribuant respectivement à hauteur de 26 et 60 à ce
phénomène.
- A une concentration élevée, le CO2 peut entraver la fonction respiratoire
et causer une excitation suivie d’une dépression du système nerveux
central.
- Il peut aussi déloger l’oxygène de l’air, réduisant ainsi la concentration
d’oxygène respirable. Les effets d’une faible teneur en oxygène peuvent
ainsi être combinés aux effets toxiques du CO2
- il peut également provoquer des dommages à la rétine, rendre sensible à
la lumière (photophobie), et entraine des mouvements anormaux des
yeux, un rétrécissement du champ visuel et un agrandissement de la
tache aveugle.
Les oléfines : alcanes, alcènes, hydrocarbures cycliques
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
72 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Ils sont volatils et sont bien absorbés par voie pulmonaire et diffusent ensuite jusqu’au
système nerveux central grâce à leur grande lipophile : ce sont des toxique nerveux.
Les acides Benzoïques
Ce sont les acides carboxyliques aromatiques dérivés du benzène. Ils favorisent
l’hyperactivité infantile, plus précisément le trouble du déficit de l’attention.
Le styrène
C’est un composé chimique incolore, huileux, toxique et inflammable.
- L’inhalation de concentration élevées de styrène peut occasionner des
troubles du système nerveux, tels que de la dépression ou des difficultés
de concentration, de la faiblesse musculaire, des nausées ainsi qu’une
irritation des yeux, du nez et de la gorge ; la somnolence, les vertiges,
l’asthénie et peut être cancérigène.
- Il présente également des risques d’incendie et d’explosion liés à son
caractère inflammable et forme facilement des mélanges explosifs avec
l’air au-dessus de 40 °C
-
IX.4 MESURES CONCRETES D’ATTENUATION ET DE SUPPRESSION DES
IMPACTS JUGES NEGATIFS
Beaucoup d’initiatives sont prises pour que les plastiques ne soient plus des ennemis
pour l’environnement. Mais ce sont les habitudes humaines qu’il faut changer afin de
diminuer la pollution par nos déchets plastiques de la planète.
Le mieux à faire serait d’installer un système de traitement des fumées.
En perspectives nous pensons qu’il faudra :
Du point de vue procédé
un prototype de fabrication permettant de maitriser et fixer les valeurs de
température, surtout il faut construire un malaxeur pour permettre le bon
malaxage de la pâte afin de réduire le temps de travail et augmenterait la qualité
du produit fini;
mener un plan d’expérience plus détaillé tenant compte de tous les paramètres ;
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
73 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
installer un système de captage de fumée dégagée lors de la combustion des
plastiques et traiter les polluants suivants : CO, NOx, SOx etc…;
mener des tests ultra-violets pour le contrôle de qualité : la destruction des pavés
sous les rayons solaires ;
mener les tests de poinçonnements.
Du point de vue sécurité du personnel :
le port des matériels de protection doit être exigé à tous les personnels de travail ;
la mise en place d’un système de contrôle de température de l’unité ;
l’adoption d’un système de prévention d’éventuel incendie ;
le contrôle des accès et l’interdiction à toute personne non autorisée comme les
enfants.
On a constaté que sous une température élevée il se passe une combustion des
plastiques qui entraine un éclatement soudaine et dangereux de celui-ci. Donc nous
recommandons à la structure la mise en place de ses mesures de sécurité pour la
protection du personnel.
Du point de vue social :
La valorisation des ordures en pavés est ouverte à toutes les classes sociales. Donc
l’implication forte des femmes dans le domaine serait un atout non négligeable étant
donné qu’elles jouent un rôle important dans l’assainissement. Le système d’achat des
plastiques n’est pas du tout organisé.
Nous suggérons d’entreprendre en perspective un système d’encouragement par
exemple où les femmes serons au cœur de la vente de ces déchets plastiques.
Adopter une politique de vulgarisation du produit car les gens ne le connaissent pas
jusqu’à présent.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
74 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
CONCLUSION
Les études réalisées dans le cadre de ce travail nous ont permis de démontrer qu’il est
possible de valoriser les déchets emballages films plastiques pour la fabrication de pavé.
En effet, après une étude bibliographique sur les plastiques, nous avons effectué des
essais de production des matériaux. Les essais nous ont permis de déterminer les
meilleures conditions d’obtention des matériaux à base de déchets plastiques, de sable
ou de verre.
Les essais ont donné des résultats satisfaisants du point de vue résistance mécanique.
Le meilleur résultat des essais a donné :
une résistance à la compression supérieure à 8 MPa pour les pavés en sable ;
une résistance à la compression aux alentours de 5 MPa pour les pavés en verre ;
Les matériaux ainsi obtenus peuvent concurrencer sur le plan technique et financier les
matériaux classiques que l’on peut rencontrer actuellement sur le marché.
Sur le plan environnemental, la valorisation des déchets plastiques pour la fabrication de
matériaux de construction, nous permet aussi de réduire l’émission de gaz à effet de
serre. Elle permet aussi d’économiser de la matière telle que le pétrole.
Selon une évaluation économique, la réalisation de ce projet de valorisation en vue de
production de matériaux de construction, s’avère rentable pour la société, on peut
transformer jusqu’à 30 tonnes de déchets films par ans.
Du point de vue environnemental, la mise en place de ce projet n’engendre pas des
effets négatifs majeurs. Cependant une étude de conception et de réalisation d’un
malaxeur serait nécessaire pour la suite de cette travail afin d’optimiser les coûts de
production pour être compétitif sur le marché.
.
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
75 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
BIBLIOGRAPHIES
[1]: Agassant J.f., Avenas P.,Sergent J.P.&Vincent M. «LA MISE EN FORME DES
MATIERES PLASTIQUES».,Téchniqe et documentation Lavoisier,Paris (1996)
[2]: Maurice Reyne-Hermès& Jean Claude Limoge Paris «LES MATIERES
PLASTIQUES» 1990
[3]: Groupe Eyrolles « CONDITIONNEMENT ET EMBALLAGE », 2008
[4]: J.M HAUDIN « ELABORATION DES POLYMERE » 2002
[5]: RUGGEBERG G. & KG.Co, MARIENHEIDE, PRAXIS KUNSTSTOFF
« LES MATIERES PLASTIQUES »
[6]: Cascade Fonderie, CEFREPADE et 2iE. Séminaire CIFAL « EXPERIENCE DE
L’UNITE DE FABRICATION DE PAVES PLASTIQUES PAR CASCADE FONDERIE A
TRAVERS LE PSRDO/CER », du 21 au25 février 2011
[7]: mémoire pour l’obtention du master spécialise en énergie renouvelable, Mariam
BAGAYOKO « CONTRIBUTION A LA MISE EN VALEURS DES ORDURES
MENAGERES PAR LA PRODUCTION ET LA VENTE DE PAVES » septembre 2011
[8]: Mémoire de fin d’études pour l’obtention du Diplôme de Master spécialisé
Spécialité : Environnement et Développement Durable Mr. Hassan TOUIKI « LA
GESTION DES FLUX DES DECHETS CAS DES SACS ET SACHETS EN
PLASTIQUES »
Juillet 2013
[9]: Mada-Hary, vol. 2 « VALORISATION A L’ECHELLE PILOTE DES DECHETS
PLASTIQUES POUR LA FABRICATION DE MATERIAUX DE CONSTRUCTION », 2014
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
76 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
[10]: mémoire en vue d’obtention du diplôme de Master Titre Ingénieur en Génie des
Procédés Chimique et industriels RAKOTONDRAMANANA Harisaina Miora
« CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES DECHETS EMBALLAGES FILMS
PLASTIQUES DE LA SOCIETE JB » 2015
[11]: Dossier cercle national du recyclage « LES EMBALLAGES PLASTIQUES DE LA
FABRICATION A LA VALORISATION », Avril 1999
[12]: Fanny TAIN « MISE EN PLACE D’UNE UNITE DE TRANSFORMATION DE SACS
PLASTIQUES EN PAVES » 2009/2010
[13]: Christophe Madam en vue de l'obtention du grade académique de Diplômé
d'Etudes Spécialisées en Gestion de l'Environnement « LA VALORISATION DES
MATIERES PLASTIQUES EN FIN DE VIE : ETAT DES LIEUX ET PROPOSITIONS
D’AMELIORATION » 2002 – 2003
[14]: Syndicat Mixte d’Action pour l’Expansion de la Gâtine « LES MATERIAUX DE
REVETEMENT : LES PAVES ET LES DALLES » Année 2011
[15]: IJRET: International Journal of Research in Engineering and
Technology« RECYCLED PLASTIC USED IN CONCRETE PAVER BLOCK » June-2014
[16]: Nivetha C., Rubiya M., Shobana S., Vaijayanthi R. G.Viswanathan M. E., and
R.Vasanthi M. E. Department of Civil Engineering, Kongunadu College of Engineering
and Technology, Trichy, India« PRODUCTION OF PLASTIC PAVER BLOCK FROM
THE SOLID WASTE (QUARRY DUST, FLYASH & PET) » JANUARY 2016.
[17] : Georges Zigani « ÉTUDE SOCIO-ECONOMIQUE SUR LA VALORISATION DU
PLASTIQUE SOUPLE EN PAVÉS RAPPORT FINAL »
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
77 TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
[18] : Mémoire de maitrise Es sciences appliquées, Mohamed Lamine KATEB
« UTILISATION DES GRANULATS DE VERRE DANS LAFABRICATION DES BETONS
ARCHITECTURAL- CAS DES BRIQUES EN BETONS » Juillet2009
[19] : J.C. JANSEN « COURS D’INTRODUCTION SUR L ‘EVALUATION
ECONOMIQUE DESPROJETS ENERGETIQUES » Juin 1992
[20] : jonction–Acer Campestre Liederman ; BERNARD Reverdy Consulants
« EVALUATION DE LA RENTABILITE ECONOMIQUE D’UN PROJET
D’INVESTISSEMENT » jonction –Acer Campestre Liederman-Bernard Reverdy
Consulants septembre 1997
WEBOGRAPHIE
[21] : http://www.les matériaux recyclés.html (consulté le 26 aout 2016)
[22] : http://www.Récupération - recyclage du plastique.html, (consulté le 26 aout 2016)
[23] : http://www.Recyclage - retraitement _ comment harmoniser consommation et
gestion des déchets _.html, (consulté le 26 aout 2016)
[24] : http://www.Valorisation des déchets à Mahajanga _ Etc Terra.html, (consulté le 12
Janvier 2016)
[25] : http:/www.mali-pense.net//Visite à l'usine de Sévaré, près de Mopti, Mali - MALI
PENSE.htm, (consulté le 12 Janvier 2017)
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
a TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
ANNEXES
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b TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
ANNEXE1 : PRESENTATION JB
La société JB fait partie du groupe familial BASAN (BARDAY ASGAR ANIL). Depuis
sa création en1963, elle a fabriqué des produits alimentaires comme biscuits,
gaufrettes, snacks,….et destinés essentiellement au marché local et aussi à
l’exportation.
JB est aussi actuellement partenaire du réseau PlumpyField pour fabrication de
«plumpy »dans le but de lutter contre les enfants malnutris. Pour cette activité, JB
s’est dotée d’une nouvelle marque, TANJAKA Food.
Le groupe BASAN est marqué par 3 sociétés distinctes dont le DG actuel du groupe
est Karim BARDAY
- JB : Jean Barday, domaine biscuiterie et confiserie fabrication et distribution
de biscuits, gaufrettes, confiserie, bubble-gum et snacks.
- Lecofruit : conservation des fruits, à Tanjombato exploitation de légumes en
frais et conserves.
- OIM : Omnium Industriel de Madagascar (à Anjeva), dans le domaine cuir
modèle, fabrication et distribution de cuirs et chaussures.
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c TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
ANNEXE 2 : SOURCES DES DECHETS FILMS DE JB
Chargeur non conforme
Dimension de produits non
standard
Qualité du film non conforme
Friabilité de produit
Machine en marche
sans surveillance
Non contrôle des heures de
panne des personnels
Biscuits en désordres dans le chargeur
Personnels non qualifiés
Changement de bobine non standard
Films décentré
Attente produit conduisant à
l’arrêt fréquent de machine
METHODES MAIN D’OEUVRE
MACHINES MANAGEMENT MATIERES
DECHETS
FILMS
ELEVES
Diagramme d’ISHIKAWA sources des déchets films de JB
Température de chauffage
(molettes-mâchoire) non
conforme
Mâchoire endommagées
Erreur impression de
marquage
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ANNEXE 3 : COMPACTEUR DE DECHETS FILMS DE JB
L’usine utilise un compacteur de déchet. Le principe est simple: réduire les déchets
encombrants à un volume minimum de manière efficace, rapide et économique.
1. Présentation de la machine
Compacteur de déchet films d’emballage plastique de JB
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
e TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
2. Eléments constitutif de la machine
La machine est composée de trois parties bien distinctes :
La partie chauffante
Composé d’une chambre à double parois qui est chauffée par des résistances
chauffantes à une température de 250 à 300 °C pour la précuisons des déchets films
La partie compression
Composée d’une presse mécanique mue par un motoréducteur et un système à vis
écrou qui comprime les déchets ramollis/
La partie démoulage
Composé d’un tiroir de démoulage et d’une cuve de refroidissement
3. Principe de fonctionnement
Préchauffage de la chambre pendant 7mn pour atteindre la température de
300°C (au premier démarrage de la machine : le matin ou après plusieurs
heures d’arrêt)
Remplissage de la chambre avec 1,5kg à 2kg de déchets films (varie selon la
matière constituant du film)
Chauffage des déchets pendant 10min à 300°C
Compression des déchets pour réduire le volume en un cube compact de
20x20x20Cm
Démoulage du cube vers l’extrémité de la chambre de compression et
refroidissement dans une cuve de réception remplie d’eau
4. Cout d’investissements
Le cout de l’investissement de la machine en pièce est de 9 277 068 Ar avec une
main d’œuvre de 2 319 267Ar
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
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Le cout total s’élève à 11 596 335Ar
5. Retour sur investissements
Données utilisateur de la machine de compactage
Capacité de traitement par jour 38 sacs de 2kg
Volume de déchets film de l’usine en 24h : 12h
Réduction de volume jusqu’à 90%
Données service de gestion et logistique des ordures (sécurité) :
Un enlèvement d’une benne de 10m3 d’ordures : 150 000ar
14 enlèvements par mois : 2 100 000Ar
168 enlèvements par an : 25 200 000Ar
Volume d’ordure par an : 1 680 m3
Volume de déchet brut par an : 1 176 m3
Volume de déchet film compacté par an : 117 m3
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ANNEXE 4 : LISTE DES CODES DES PLASTIQUES
CODE NOMS COMMERCIAUX
PVC Souple Polychlorure de vinyle plastifié
PVC Rigide Polychlorure de vinyle non plastifié
PVC-C Polychlorure de vinyle surchloré (rigide)
Cop CV/CV Copolymère chlorure de vinyle/chlorure de vinylidène 80 ℅ de CV
Cop CV/AV Copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinylidène à 5 ℅ d’AV
PTFE Polytetrafluoréthylène
PTFCE polytrifluorochloroéthylène
PVDF polyfuorure de vinylidène
FEP Copolymère tétrafluoréthylène / perfluoropène
ETFE Copolymère tétrafluoréthylène / éthylène
ETFCE Copolymère éthylène / trifluorochloroéthylène
ABS Copolymère acrylonitrile / butadiène / styrène
SAN Copolymère styrène / acrylonitrile
ASA Copolymère SAN-ester acrylique
SB Copolymère styrène / butadiène
PMMA Polyméthacrylate de méthyle
PEHB Polyéthylène basse densité
PEHD Polyéthylène haute densité
PS Polystyrène
PP Polypropylène
PB Polybuthène
CA Acétate de cellulose
CAB Acéto-butyrate de cellulose
CP Propionate de cellulose
PC Polycarbonates
PPO Polyphénylène-oxyde
PSO Polysulfones
PES Polyéthersulfone
PET Polytéréphtalate d’ethylène
PBTP Polytéréphtalate de butylène
PA polyamide
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ANNEXE 5 : DETAILS DE CALCUL DU BILAN ECONOMIQUE
Coût de production
Essai 1 : 50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 50℅
déchets films et 50 ℅ déchet PET
Désignation Quantité Unité
Prix Unitaire
[Ar]
Prix Total
[Ar]
Matières
premières
Films 2 Kg 0 0
Bouteille PET 20 Pièce 30 600
Sable 4 Kg 9,375 37,5
Transports
Copeaux de
bois 3,8 Kg 30 114
Déchets films 1 Kg 120 120
Sable 4 Kg 40 160
Prix pour 4 pavés = 1 031,5
Prix Pour 1pavé = 257,875
Prix Pour 1m2(Equivaut à 60 Pavés) = 15 472,5
Productivité annuelle [m2/an]= 1 000
Coût de production annuelle= 15 472 500
Mémoire de fin d’étude Sciences et Ingénierie des Matériaux
i TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Essai 2 :50℅ Plastique 50 ℅ sable dont le plastique est composé de 25℅
déchets films et 75 ℅ déchet PET
Désignation Quantité Unité
Prix
unitaire(Ar) Prix total (Ar)
matières
premières
Films 1 Kg 0 0
Bouteille PET 30 Pièce 30 900
Sable 4 Kg 9,375 37,5
transports
Copeaux de bois 3,8 Kg 30 114
Déchets films 1 Kg 120 120
Sable 4 Kg 40 160
Prix pour 4 pavés = 1331,5
Prix pour 1pavé = 332,875
Prix pour 1m2(équivaut à 60 pavés) = 19972,5
Productivité annuelle [m2/an]= 1 000
Coût de production annuelle= 19 972 500
Essai 4 :50℅ Plastique 50 ℅ verre dont le plastique est composé de 25℅ déchets
films et 75 ℅ déchet PET
Désignation Quantité Unité
Prix
unitaire(Ar) Prix total (Ar)
Matières
premières
Films 2 Kg 0 0
Bouteille PET 20
Pièc
e 30 600
Bouteille verre 8
Pièc
e 100 800
Transports
Copeaux de bois 3,8 Kg 30 114
Déchets films 1 Kg 120 120
Sable 4 Kg 40 160
Prix pour 4 pavés = 1794
Prix pour 1pavé = 448,5
Prix pour 1m2(équivaut à 60 pavés) = 26 910
Productivité annuelle [m2/an]= 1 000
Coût de production annuelle= 26 910 000
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
k TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
RENTABILITE
Essai 1
0 1 2 3 4 5
investissement 5900000
chiffre d'affaire (CA) 32000000 32000000 32000000 32000000 32000000
charge variable (CV)
15472500 15472500 15472500 15472500 15472500
charge fixe (CF) 13200000 13200000 13200000 13200000 13200000
amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000
bénéfice avant impôt (marge) =
CA-CV-CF- AM
2407500 2407500 2407500 2407500 2 407500
bénéfice net (BN)= marge-
(IBS*marge)
1926000 1926000 1926000 1926000 1926000
cash-flow net= BN+AM -5900000 2846000 2846000 2846000 2846000 2846000
COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57
cash-flow actualisé -5900000 2541071,4 2268814 2025727 1808684 1614897
4359193,1
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
l TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
TRI 24%
Délai de récupération
Essai 1 1 2 3 4 5
I = -5900000 2541071,43 4809885,2 6835611,79 8644296,24 10259193,1
CUMUL -56458928,6 +
2541071,43
= - 3358928,57
-3358928,57
+4809885,2
= -1090114,8
-1090114,8+
6835611,79
= 5745497
5745497
+ 8644296,24
= 14389793
14389793
+10259193,1
=24648986
Le délai de récupération se situe entre la deuxième et la troisième année
En effet en t = 2 ans on recevra 4 809885,2 Ar on a besoin de 1090114,8 Ar pour récupérer la mise ce qui se fera en 0,16 ans ou
encore 1 mois 28 jours.
Et par conséquent le délai de récupération est de 2ans 1 mois 28 jours.
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
m TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Essai2
0 1 2 3 4 5
investissement 6300000
chiffre d'affaire (CA) 36000000 36000000 36000000 36000000 36000000
charge variable (CV) 19 972 500 19 972 500 19 972 500 19 972 500 19 972 500
charge fixe (CF) 13 200000 13200000 13 200000 13200000 13200000
amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000
bénéfice avant impôt (marge) = CA-
CV-CF-AM
1 907 500 1 907 500 1 907 500 1 907 500 1 907 500
bénéfice net (BN) = marge-(IBS*marge) 1 526 000 1 526 000 1 526 000 1 526 000 1 526 000
cash-flow net= BN+AM -6300 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000 2 446 000
COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57
cash-flow actualisé -6 300 000 2183928,6 1949936 1741014 1554477 1387926
2517282,6
TRI 14%
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
n TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Délai de récupération
Essai 2 1 2 3 4 5
I = -6300000 2183929 4133865 5 874879 7 429357 8 817283
CUMUL -6300000+2183929
= - 4116071
-4116071+4133865
= - 2166135
-2166135+ 5874879
=-425121
-425121+ 429357
= 7004236
7004236+8817283
=1813047
Le délai de récupération se situe entre la troisième et la quatrième année
En effet en t = 3 ans on recevra 5874879 Ar on a besoin de 425 121 Arpour récupérer la mise ce qui se fera en 0,06 ans ou encore
21 jours.
Et par conséquent le délai de récupération est de 3ans 21 jours.
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
o TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Essai 4
Essai 4 0 1 2 3 4 5
investissement 6 900000
chiffre d'affaire (CA) 43000000 43000000 43000000 43000000 43000000
charge variable (CV) 26910000 26910000 26910000 26910000 26910000
charge fixe (CF) 13 200000 13200000 13 200000 13200000 13200000
amortissement (AM) 920000 920000 920000 920000 920000
bénéfice avant impôt (marge) =
CA-CV-CF-AM
1970000 1 970000 1 970000 1 970000 1 970000
bénéfice net (BN) = marge-
(IBS*marge)
1576000 1576000 1576000 1576000 1576000
cash-flow net= BN+AM -6 900 000 2496000 2 496000 2 496000 2 496000 2 496000
COEFF D'ACTUALISATION (= 12%) 1 0,9 0,80 0,71 0,64 0,57
cash-flow actualisé -6900000 2228571,4 1989796 1776603 1586253 1416297
2097521,40
Mémoire de fin d’étude ____________________________________________ Sciences et Ingénierie des Matériaux
p TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
TRI 10,42%
Délai de récupération
Essai 4 1 2 3 4 5
I = -6900000 2228571,4 4218367 5994971 7581224 8997521
CUMUL -6900000
+ 2228571,4
= - 4671429
- 4671429
+4218367
= -453061
-453061
+ 5994971
= 5541910
5541910
+ 7581224
= 13123134
13123134
+8817283
=22120655
Le délai de récupération se situe entre la deuxième et la troisième année
En effet en t = 2 ans on recevra 4218367 Ar on a besoin de 453061 Ar pour récupérer la mise ce qui se fera en 0,08 ans ou encore
1mois.
Et par conséquent le délai de récupération est de 2ans 1mois.
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
Table des matières
REMERCIEMENTS…………………………………………………………………….…….I
SOMMAIRE…………………………………………………………………………………..II
LISTE DES TABLEAUX………………………………………………………..…………..IV
LISTES DES FIGURES……………………………………………………………………..V
LISTES DES ANNEXES………………………………………………………………..….VI
LISTES DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS…………………………………….....VII
INTRODUCTION……………………………………………………………………………..1
PARTIE. I ETUDES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES ...................................... 2
CHAPITRE. I LES POLYMERES ........................................................................... 3
I.1 HISTORIQUE ................................................................................................. 3
I.2 DEFINITION................................................................................................... 4
I.2.1 Polymère ................................................................................................. 4
I.2.2 Monomère ............................................................................................... 4
I.2.3 Degré de polymérisation ......................................................................... 4
I.3 CLASSIFICATION DES POLYMERES .......................................................... 5
I.3.1 Selon leur déformation, ........................................................................... 5
I.3.2 Selon leur plasticité ................................................................................. 6
I.3.3 Selon leurs propriétés ............................................................................. 7
I.3.3.1 Les thermoplastiques ........................................................................... 7
I.3.3.2 Les thermodurcissables ....................................................................... 7
I.3.3.3 Les élastomères .................................................................................. 8
I.4 LES POLYMERES SYNTHETIQUES USUELS ............................................. 8
I.4.1 Les polyéthylènes(PE) ............................................................................ 8
I.4.2 Le polypropylène (PP) ............................................................................ 9
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
I.4.3 Les polystyrènes (PS) ............................................................................. 9
I.4.4 Les polyéthylènes théraphtalate (PET) ................................................... 9
I.4.5 Le polychlorure de vinyle(PVC) ............................................................. 10
I.4.6 Le polyuréthane(PU) ............................................................................. 10
I.4.7 Les polyesters(PEST) ........................................................................... 10
I.4.8 Les phénoplastes (PF) .......................................................................... 10
I.4.9 La cellulose ........................................................................................... 11
I.4.10 Les polyamides (PA) ............................................................................. 11
I.4.11 Les polyépoxydes (PEP) ....................................................................... 11
CHAPITRE. II LES MATIERES PLASTIQUES ...................................................... 12
II.1 GENERALITES SUR LES MATIERES PLASTIQUES ................................. 12
II.1.1 Historique .............................................................................................. 12
II.1.2 Origine .................................................................................................. 13
II.1.3 Classification ......................................................................................... 13
II.1.4 Les molécules de base ......................................................................... 14
II.1.4.1 Constitution des plastiques de polymérisation ................................... 14
II.1.4.2 Constitution des plastiques de polycondensation .............................. 14
II.1.5 PROPRIETES DES MATIERES PLASTIQUES .................................... 15
II.2 PRODUCTION DES MATIERES PLASTIQUES .......................................... 15
II.2.1 Matières premières ............................................................................... 15
II.2.1.1 Les poudres à mouler ........................................................................ 15
II.2.1.2 Les stratifiées .................................................................................... 16
II.2.1.3 Les plastiques armés ......................................................................... 17
II.2.1.4 Les résines liquides ........................................................................... 17
II.2.2 LES DEMI-PRODUITS ......................................................................... 17
II.2.2.1 Les extrusions: .................................................................................. 17
II.2.2.2 Les films, les feuilles et les plaques : ................................................. 17
II.3 INTERETS DES MATIERES PLASTIQUES ................................................ 17
II.3.1 Avantages et inconvénients des matières plastiques ............................ 17
II.3.1.1 Avantages .......................................................................................... 17
II.3.1.2 Inconvénients .................................................................................... 18
II.3.2 Domaines d’applications des matières plastiques ................................. 18
CHAPITRE. III LES EMBALLAGES ALIMENTAIRES ............................................ 20
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
III.1 Définitions .................................................................................................... 20
III.2 Catégories ................................................................................................... 21
III.3 Les matériaux en emballage ........................................................................ 22
III.3.1 Les papiers cartons ............................................................................... 22
III.3.2 Le verre ................................................................................................. 22
III.3.3 Le bois .................................................................................................. 22
III.3.4 Les matières plastiques ........................................................................ 22
III.3.5 L’acier ................................................................................................... 23
III.3.6 L’aluminium ........................................................................................... 23
III.4 LES EMBALLAGESALIMENTAIRES PLASTIQUES ET LES
VALORISATIONS POSSIBLES POUR LEURS DECHETS ................................... 23
III.4.1 Les matières plastiques courantes pour l’emballage ............................ 23
III.4.2 Valorisation des emballages plastiques ................................................ 25
III.4.2.1 La valorisation énergétique ................................................................ 25
III.4.2.2 La valorisation mécanique : ............................................................... 26
III.4.2.3 La valorisation chimique: ................................................................... 28
III.4.3 Critère à prendre en compte pour le recyclage des emballages en
plastiques .......................................................................................................... 28
III.4.3.1 Les composés ajoutés lors de la mise en œuvre ............................... 29
CHAPITRE. IV LES PAVES EN PLASTIQUE ........................................................ 30
IV.1 DEFINITIONDES PAVES ............................................................................ 30
IV.2 HISTORIQUE DES PAVES PLASTIQUES .................................................. 30
IV.3 LES TECHNIQUES DE FABRICATION DE MATERIAUX DE
CONSTRUCTION : ................................................................................................. 31
IV.4 AUTRES TYPES DE PRODUITS ................................................................ 33
PARTIE. II ETUDES EXPERIMENTALES ........................................................... 34
CHAPITRE. V LES DECHETS D’EMBALLAGE DE L’USINE JB ........................... 35
V.1 LE PROCEDE DE FABRICATION DE BISCUIT DE L’USINE ..................... 35
V.1.1 Pétrissage ............................................................................................. 35
V.1.2 Façonnage ............................................................................................ 36
V.1.3 Cuisson ................................................................................................. 36
V.1.4 Refroidissement : .................................................................................. 36
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
V.1.5 Emballage et conditionnement : ............................................................ 36
V.2 LES MACHINES EMBALLEUSES DE JB .................................................... 36
V.3 LES SOURCES DE DECHETS FILMS ........................................................ 37
V.3.1 L’arrêt fréquent des machines emballeuses......................................... 38
V.3.2 Produit fini non conforme à la qualité exigée ........................................ 38
V.3.3 Machine en panne ................................................................................ 38
V.4 LE SUPPORT EMBALLAGES PLASTIQUES DE JB ................................... 39
V.5 LES DECHETS EMBALLAGES DE JB EN 2015 ......................................... 40
V.5.1 Situation en général .............................................................................. 40
V.5.2 Répartition des déchets d’emballage de JB .......................................... 40
CHAPITRE. VI MATERIAUX ET METHODES ....................................................... 42
VI.1 MATERIAUX ................................................................................................ 42
VI.1.1 Plastiques .......................................................................................... 42
VI.1.2 Sable ................................................................................................. 42
VI.1.2.1 Analyse granulométrique de Sable .................................................... 42
VI.1.2.2 Module de finesse du sable S ............................................................ 45
VI.1.3 Verre .................................................................................................. 46
VI.1.3.1 Les vitrifiant: ...................................................................................... 46
VI.1.3.2 Le fondant: ......................................................................................... 46
VI.1.3.3 Le stabilisant : .................................................................................... 47
VI.1.3.4 Colorants ........................................................................................... 47
VI.1.3.5 Les affinants ...................................................................................... 47
VI.1.3.6 Caractéristiques du verre utilisées ..................................................... 47
VI.1.4 Source d’énergie................................................................................ 47
VI.1.5 Moule ................................................................................................. 48
VI.2 METHODE UTILISE .................................................................................... 48
VI.2.1 Description du procédé ...................................................................... 48
VI.2.1.1 Préparation du mélange .................................................................... 48
VI.2.1.2 Chauffage .......................................................................................... 50
VI.2.1.3 Malaxage et mise en moule ............................................................... 52
VI.2.1.4 Refroidissement et démoulage .......................................................... 52
VI.3 DONNEES SPECIFIQUES A CHAQUE EXPERIMENTATION ................... 53
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
VI.3.1 Temps de Fabrication des pavés ....................................................... 53
VI.3.2 Bilan énergétique ............................................................................... 53
VI.4 ESSAI DE RESISTANCE MECANIQUE DES PAVES ................................. 54
CHAPITRE. VII RESULTATS-DISCUSSION- ANALYSE ....................................... 56
VII.1 RESULTATS ................................................................................................ 56
VII.2 DISCUSSION ............................................................................................... 59
PARTIE. III EVALUATION DU COUT DU PROJET ET REGARD SUR LA
PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT ................................................................. 60
CHAPITRE. VIII EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET ............................... 61
VIII.1 ANALYSE DU PROCESSUS DU PROJET ................................................. 61
VIII.2 ETUDE DE MARCHE .................................................................................. 61
VIII.2.1 La demande ....................................................................................... 61
VIII.2.2 L’offre ................................................................................................. 62
VIII.2.3 La concurrence .................................................................................. 62
VIII.3 BILAN ECONOMIQUE ................................................................................. 62
VIII.3.1 Coût de production ............................................................................ 63
VIII.3.2 Investissement ................................................................................... 64
VIII.3.3 Prix de vente ...................................................................................... 64
VIII.3.4 Les critères derentabilité d’un projet .................................................. 65
VIII.3.4.1 Le délai de récupération ou pay-back ratio ..................................... 65
VIII.3.4.2 VAN ou Valeur actuelle Nette ......................................................... 65
VIII.3.4.3 TRI ou Taux de RentabilitéInterne .................................................. 66
CHAPITRE. IX REGARD SUR L’ENVIRONNEMENT ........................................... 68
IX.1 DEFINITION................................................................................................. 68
IX.2 IMPORTANCE DE LA PROTECTION DE L’ENVIRONNEMENT A
MADAGASCAR ...................................................................................................... 68
IX.3 IMPACTS PROBABLES DU PROJET SUR L’ENVIRONNEMENT ............. 69
IX.3.1 les impacts positifs du projet .............................................................. 69
IX.3.2 Impacts négatifs................................................................................. 70
IX.4 MESURES CONCRETES D’ATTENUATION ET DE SUPPRESSION DES
IMPACTS JUGES NEGATIFS ................................................................................ 72
Mémoire de fin d’étudeSciences et Ingénierie des Matériaux
CONCLUSION………………………………………………………………………………74
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES…………………………………………………..75
REFERENCES WEBOGRAPHIQUE……………………………………………………77
ANNEXES ……………………………………………………………………………………a
Auteur : TAFITASON Mahefanjaka Sandrio
Titre du mémoire : « Contribution à la valorisation des déchets emballages films plastiques de la société JB - Essai de fabrication de pavé en plastique » Nombre de pages : 77
Nombre de tableaux : 22
Nombre de figure : 32
RESUME
Tout au long de la production, beaucoup de facteurs imprévisibles conduisent à l’apparition
d’importante quantité de déchets d’emballage au sein de l’usine JB dont 24 tonnes ont été
recensées en 2015, d’où l’intérêt de les recyclés. Nous avons choisi de valoriser ces déchets pour la
fabrication de pavé autobloquant. Nous avons entamé le travail par les études bibliographiques. On
a ensuite interprété et mise en perspective les résultats obtenus antérieurement.
Nous avons effectué les essais de fabrication des matériaux qui nous a emmenés vers des résultats
largement satisfaisants. Le matériau qu’on a obtenu a une résistance à la compression de plus de
8 MPa. Les matériaux obtenus ont une composition massique constituée de 50% de plastique, 50%
de sable ou de verre. Nous avons ensuite effectué une évaluation économique et le projet s’avère
rentable pour cette société. Les études ont été terminées par un regard sur la protection de
l’environnement.
Mots clés : Déchets d’emballage ; Plastique ; Emballages ; Pavés.
ABSTRACT
All over the production, many factors unpredictable lead to the appearance of significant amount of
packaging waste within the JB Company. In 2015, an ample quantity to 24 tonne had counted, so
work concerning the recycling of this waste packing is important. We chose to valorize this waste for
the manufacture of pavement. We started work by bibliographic studies. We are interpreted then
and setting in perspective the gotten early results. We did the tests of manufacture of the materials
that took us toward an extensively satisfactory result then. The material that one got has a
resistance to the compression more than 8 MPa. Material obtained have a mass proportion
constituted of 50% of plastic, 50% of sand or glass. In the plan of economic, this project could give
more profit for the JB Company. Studies have been completed by a look at the protection of the
environment.
Keywords: Packing waste ; Plastic ; Packing ; Pavement.
Coordonnées de l’auteur :
Adresse: lot IVF 167 Anosisoa Ambohimanarina ANTANANARIVO 101
Contacts : E- mail : [email protected]
Tel : +261 34 98 949 66
Encadreurs : ANDRIAMANAMPISOA Tsiry Angelos
RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely