Eco-conception de fin de vie des textiles ignifugés

Eco-design for end-of-life phase of flame retardant textiles

• Auteur / Autrice : Sohail Yasin
• Direction : Nemeshwaree Behary Massika, Giorgio Rovero, Guoqiang Chen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, énergétique, sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 20/06/2017
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Politecnico di Torino, Soochow University (Suzhou, China)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMTEX (Roubaix)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermogravimétrie

Oxydation

Phosphore -- Composés organiques

Incinération

Analyse du cycle de vie

Écoconception

Ignifugation des textiles

Mots clés libres

Réaction de Fenton

Résumé

Les différentes phases du cycle de vie des textiles ignifugés (TIgni) ont des impacts importants sur l'environnement. Nombreuses études réalisées se sont principalement axées sur des méthodes de synthèse des molécules d’ignifugation. Cependant la phase de fin de vie des TIgni a été longtemps négligée, et nécessite aujourd’hui une attention particulière. Alors que la valorisation des déchets par incinération est une voie appropriée pour la gestion des déchets textiles, les TIgni posent des problèmes car les espèces ignifuges diminuent le rendement énergétique dans le processus d'incinération en raison d'une combustion incomplète et émettent des fumées toxiques. Nous proposons une méthode plus écologique de valorisation énergétique de ces déchets, par la dégradation et l'élimination préalable des substances ignifuges permanentes organophosphorés (MPDA) des textiles, en utilisant le procédé d'oxydation avancé (AOP) de Fenton. Ensuite, la valorisation thermique est réalisée par gazéification au lieu de l'incinération. La cinétique de dégradation de la MDPA, suivie en mesurant la DCO, semble dépendre des concentrations en réactifs de Fenton. Après ce traitement, les propriétés mécaniques du coton restent inchangées. Le test d'inflammabilité et les résultats thermogravimétriques (TGA, DTG et PCFC) confirment la dégradation du MDPA.Les résultats de gazéification montrent des propriétés de combustion accrues des textiles ignifuges après ce traitement qui permet donc d’éco-concevoir la valorisation énergétique de ces textiles. L’évaluation des impacts environnementaux réels en utilisant l’ACV permet de confirmer l’éco-conception de fin de vie des produits textiles ignifugés.

The different life cycle phases of textiles with flame retardant (FR) finishes have substantial adverse impacts on environment. Several studies on the exposure of flame retardant have mainly focused on ways to provide environmentally friendly synthesis of flame retardants. However the end-of-life phase of the FR textiles seems neglected and needs great attention when the product life cycle is concerned. Though today, technologies for solid waste management are ever-improving, the end-of-life of flame retardant textile products create issues, by decreasing energy yield in the incineration process due to incomplete combustion and emission of toxic fumes.Therefore an eco-design was proposed with optimized disposals for the flame retardant textiles, by a prior degradation and elimination of a durable flame retardant substance (MDPA) from textiles, using advanced oxidation Fenton process. Then thermal valorization was achieved by gasification instead of incineration.The degradation kinetics of MDPA from cotton fabrics, monitored by measuring the COD of the reaction mixture, seems to depend on the Fenton reactant concentration. The mechanical properties of the cotton after the treatment are unaltered. The flammability test and thermogravimetric (TGA, DTG and PCFC) results confirmed the degradation of MDPA. The gasification results supported the eco-design by showing increased combustion properties of the FR textiles after the Fenton treatment allowing eco-design of energy valorization of textile wastes. Real environmental impacts evaluated by a life cycle assessment (LCA) tool confirm the eco-design of the end-of-life phase of flame retardant textile products.