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Défis et solutions dans l'industrie du recyclage du polystyrène

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Défis et solutions dans l'industrie du recyclage du polystyrène

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Recyclage d'autres matériaux
Défis et solutions dans l'industrie du recyclage du polystyrène
De la résolution des problèmes de collecte des déchets à la mise en œuvre de technologies émergentes, l'industrie du recyclage est confrontée à des défis intéressants en matière de récupération du polystyrène (PS). Des solutions innovantes sont essentielles pour une industrie qui s'engage à promouvoir l'économie circulaire.

Qu'est-ce que le polystyrène et pourquoi son utilisation est-elle si répandue ?
Le polystyrène est un polymère thermoplastique dérivé du pétrole. En raison de ses propriétés et de son coût relativement faible, on le trouve sous différentes formes, principalement sous forme de polystyrène expansé (EPS) - plus léger, avec une texture de granulés et des cellules ouvertes, il absorbe plus d'humidité et est moins cher, idéal pour les emballages et l'isolation générale - et de polystyrène extrudé (XPS), dont la structure à cellules fermées le rend plus dense, plus lisse, plus résistant à l'humidité et mieux isolé, parfait pour les toits, les planchers et les zones exposées à l'eau.

Matériau polyvalent, léger, résistant à l'humidité, absorbant les chocs et économique, le polystyrène est couramment utilisé pour l'emballage des produits, lorsqu'il est nécessaire de maintenir leur température. Sous sa forme expansée et extrudée, il est utilisé comme agrégat dans les matériaux de construction, principalement pour l'isolation thermique.

L'emballage en polystyrène et ses applications
En raison de ses bonnes propriétés d'absorption des chocs et d'isolation thermique, le PS est idéal pour l'emballage des aliments frais ou chauds (viande, poisson, glace), pour la fabrication de barquettes alimentaires.... Il est également utilisé pour la fabrication de gobelets et d'assiettes jetables en polystyrène, même s'il ne sera bientôt plus utilisé à cette fin ; rappelons le projet de règlement qui prévoit d'interdire, à partir du 1er janvier 2030, certains emballages plastiques à usage unique.

Le PS continuera vraisemblablement à être utilisé pour les pots de yaourt et les desserts. Et dans l'horticulture, pour le transport des plantes, la fabrication de plateaux pour les lits de semences et de supports pour la culture hydroponique.

Sous sa forme expansée (EPS) - 98 % d'air -, c'est un matériau de protection indispensable pour emballer les appareils électroménagers, les produits électroniques, les objets fragiles ou les équipements de protection individuelle. En pharmacie, il offre hygiène et isolation pour le stockage et/ou le transport de médicaments, vaccins, tubes à essais, contenants de réactifs ; et en cosmétique, pour l'emballage de crèmes, pommades, produits de confort pour les voyageurs, etc.

Le polystyrène peut-il être recyclé ?
Le recyclage du polystyrène est complexe et coûteux, en particulier le recyclage de la mousse de polystyrène expansé. Un problème supplémentaire est sa faible densité (il contient des bulles d'air) et sa contamination potentielle par des résidus alimentaires, des huiles... Dans le cas des panneaux d'isolation de chantier, parce qu'il est mélangé avec du ciment et des adhésifs, ce qui complique ce recyclage.

Le polystyrène doit être déposé dans un conteneur spécifique, qui est jaune en Espagne. Le recyclage d'une petite boîte de polystyrène est facile, ce qui est difficile, c'est de se débarrasser d'un gros morceau de polystyrène ; celui qui a du mal à le casser pour le mettre dans le conteneur approprié doit l'apporter à un point propre.

Le polystyrène est-il recyclable dans la pratique ? Oui, le polystyrène peut être recyclé. Pour les emballages alimentaires, les points de collecte dans les restaurants, associés à des technologies de lavage à chaud ou de recyclage chimique, peuvent garantir un traitement efficace. Le recyclage des déchets de construction nécessite un tri préalable sur les sites de démolition et des centres localisés pour une gestion efficace, en particulier du polystyrène extrudé mélangé.
Pourquoi le recyclage du polystyrène n'est pas largement répandu ? Parce que le processus n'est pas rentable. Pour être rentables, les emballages en polystyrène expansé doivent être compactés ou densifiés avant d'être recyclés, ce qui nécessite des machines spécialisées dont de nombreuses municipalités ne disposent pas.
Principaux défis de l'industrie du recyclage du polystyrène
Composé à 98 % d'air, le polystyrène expansé (PSE) prend beaucoup de place dans les camions et les usines, ce qui augmente les coûts logistiques. C'est pourquoi il est remplacé par d'autres matériaux tels que le carton ou le bioplastique PLA (PolyLactic Acid), dérivé de l'amidon de maïs ou de la canne à sucre, qui est biodégradable et compostable.

Cependant, le fer de lance du secteur du recyclage est d'opter, comme nous le verrons, pour des technologies innovantes. Investir dans des solutions de pointe telles que celles commercialisées par PICVISA est essentiel, quand on sait que le taux de recyclage de ces déchets est estimé à environ 35%, selon la Fondation MacArthur.

Recyclage du polystyrène
Solutions et technologies pour le recyclage du polystyrène
Le recyclage du polystyrène combine trois technologies : mécanique, compactage et chimique. Le recyclage mécanique - la méthode la plus courante pour le PS rigide - comprend trois processus : le broyage, le lavage pour éliminer les contaminants, la fusion et l'extrusion en granulés, à partir desquels de nouveaux produits sont fabriqués.

Pour réaliser le processus de densification ou de compactage, qui réduit la taille du PSE jusqu'à 50 fois, il existe des densificateurs mécaniques, qui pressent le PSE en blocs compacts ; des densificateurs thermiques, qui appliquent de la chaleur pour faire s'effondrer les cellules d'air ; et des densificateurs chimiques, qui utilisent des solvants sûrs pour liquéfier le PSE afin d'en faciliter le transport. Le recyclage chimique vise à dépolymériser le polystyrène, c'est-à-dire à le réduire à ses monomères d'origine. Cette opération est réalisée par pyrolyse, dissolution chimique ou dépolymérisation thermique ou catalytique. Cette technique permet de recycler le polystyrène sale ou mélangé, et le styrène récupéré peut être utilisé pour fabriquer du polymère vierge, ce qui ferme complètement le cycle.

Un dernier recours, lorsque le matériau est trop contaminé ou mélangé, est la revalorisation énergétique, car le polystyrène a un pouvoir calorifique élevé, similaire à celui du diesel. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un processus de recyclage, il permet d'éviter la mise en décharge.

Enfin, il convient de mentionner les technologies de recyclage avancées, telles que celles commercialisées par PICVISA. Ces solutions utilisent des caméras à haute résolution (RGB) et la technologie proche infrarouge (NIR) pour identifier et différencier le polystyrène des autres plastiques (PET, PE, PP, PVC, etc.) et les séparer en fonction de leur couleur ou de leur composition chimique. Dotées d'intelligence artificielle (IA) et perfectibles grâce au deep learning, les solutions ECOPACK et ECOPICK utilisent l'IA pour prendre des décisions intelligentes et automatisées en temps réel, en s'adaptant aux flux de déchets et en améliorant l'efficacité du tri. En particulier, le robot ECOPICK combine l'IA et la vision artificielle pour une séparation précise des matériaux, même dans les flux complexes, augmentant ainsi l'automatisation et la qualité du produit final.

En bref, avec ces solutions PICVISA, les organisations publiques et les entreprises privées feront partie de ce que l'on appelle l'industrie 4.0. Car elles pourront collecter et analyser de grands volumes de données (big data) pour prendre les meilleures décisions et optimiser leurs processus ; effectuer une maintenance prédictive et même assurer le contrôle à distance des machines.