Etude de l'endommagement et de la durée de vie d’ouvrages enterrés fabriqués en polyoléfines recyclées

Study of recycled polyolefin underground structures damage and lifetime

• Auteur / Autrice : Mathias Alzerreca
• Direction : Guy Louarn, Olivier Correc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux – Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Touzain
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guy Louarn, Olivier Correc, Sébastien Touzain, Stéphane Bruzaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Bruzaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyéthylène

Déchets (matériaux de construction)

Polyoléfines

Mots clés libres

Pehd

Résumé

Les polyoléfines utilisées pour les matériaux de conditionnement, d'emballage et de construction, impliquent une grande production de déchets. En 2012, 45. 9 millions de tonnes de plastique ont été produites en Europe, à partir desquelles 25,1 millions de tonnes de déchets et 9,6 millions de tonnes mises en décharge. Les tubes, regards et raccords utilisées dans les réseaux d’assainissement sont souvent fabriqués à partir de polyoléfines thermoplastiques. Cependant, de nos jours les matériaux recyclés, en particulier en provenance de matériaux post-consommation, ne sont pas utilisés conformément aux normes. Cette recommandation est due à un manque de connaissances sur les propriétés des thermoplastiques recyclés et leur comportement mécanique à long terme. Dans ce travail, une étude comparative de polyéthylènes haute densité (PEHD) vierges et recyclées a été réalisée à partir de PEHD fournis par des fabricants de tube. Un protocole d’étude a été mise en place afin d’évaluer les propriétés mécaniques et physico-chimiques à l’état initial et au travers de vieillissements accélérés menés sur les différents PEHD. Cette étude illustre l'impact des processus d’endommagement pouvant se produire lorsque les polymères post-consommation et post industriels sont recyclés ainsi que leur évolution au cours du vieillissement. De ces résultats, une synthèse des performances des matériaux recyclés est menée et des pistes d’amélioration sont données. Ces informations devraient fournir des éléments pour estimer la résistance des tubes en matière recyclée et leur capacité à résister à différents types de contraintes pendant les 50 ans d’utilisation minimale dans les réseaux d’assainissement.

Polyolefin used for conditioning, packaging and building materials, involves a great waste production. In 2012, 45. 9 million tons of plastic were produced in Europe, from which 25. 1 million tons of waste and 9. 6 million tons where landfilled. Wastewater pipes, fittings and manhole bases are often thermoplastics polyolefin made. However, nowadays recycled materials, especially coming from post-consumer materials, are not used according to the standards. This recommendation is due to a lack of knowledge on these materials properties and their long-term mechanical behavior. In this work, a comparative study of virgin and recycled high density polyethylene (HDPE), delivered by plastics pipes manufacturers is made. A study protocol has been set up to evaluate the mechanical properties and physicochemical at baseline and through accelerated aging conducted on various HDPE. This study illustrates the degradation processes impact that can occur when post-industrial and post-consumer polymers are recycled and their evolution during aging. From these results, we will present a synthesis which provides insight into the recycled materials performances and give some clues to improve them. This information should provide data for estimating pipes resistance and their ability to withstand different constraints types during their 50 years’ service lifetime as wastewater pipes.