La fibre de verre est un matériau composite, présent dans de multiples secteurs tels que textile, aviation, nautisme, BTP, transports, ou autres industries. Ce filament, reconnu pour ses nombreuses qualités (durable, léger, imperméable, isolant…), peut être utilisé pour créer des pièces, ou pour renforcer la résistance de certains composants tels que bétons ou polymères. Il représente près de 85 % des volumes de composites fabriqués dans le monde.
Cependant, une fois que ces composites arrivent en fin de vie, leur élimination est souvent un défi pour l'environnement en raison de leur nature difficilement dégradable. Leur recyclage est donc essentiel pour réduire l'impact environnemental de ce matériau.
Que dit la législation ?
De nouvelles législations européennes concernant la gestion des composites en fin de vie ont été mises en place. La plus connue est l’European End-of-life Directive, qui a imposé un taux de recyclage ou de réemploi de 85 % des véhicules en fin de vie construits à partir de 2015. Un maximum de 10 % peut-être « recyclé » via la valorisation énergétique, alors que seuls 5 % peuvent être enfouis.
L'ADEME a élaboré en mai 2022 une table de classement des matériaux composites à base de fibres qui permet de d'analyser simplement les types de fibres, leurs architectures ainsi que leurs principales matrices.
Les matériaux composites en fibre de verre ont une faible valeur économique ; en comparaison, la fibre de carbone a une valeur environ dix fois supérieure.
Les possibilités de recyclage
Il existe trois principaux procédés de recyclage : le broyage, l'incinération et la pyrolyse.
Broyage
Le broyage est la méthode la plus courante de recyclage de la fibre de verre. Ce processus permet de créer de nouveaux éléments, tels que des panneaux de particules et des produits en plastique renforcé. Il est considéré comme relativement simple et peu coûteux, mais il peut être difficile de contrôler la qualité du matériau recyclé en raison de la présence de contaminants.
Les déchets composites sont d'abord broyés grossièrement puis déchiqueté pour réduire la taille. Le broyage obtenu passe par deux phases successives de broyage pour diminuer la taille des résidus. À l’aide d’un tamis, une poudre et des fibres courtes sont récupérées.
Ce traitement des déchets composite permet d’obtenir deux types de composés :
- Renfort pour Thermodurcissables (TD) et Thermoplastiques (TP)
- Composant pour la fabrication de béton
Les résidus broyés préalablement peuvent se diriger vers un four de cimenterie qui permettra d'obtenir une valorisation mixte :
- Les résidus organiques (résine) apportent du pouvoir calorifique qui permet d’alimenter
le four de cimenterie.
- Les résidus minéraux entre dans la composition du ciment.
Le sous-produit minéral peut-être utilisé comme alternative écologique à la fibre de verre vierge dans la fabrication du béton grâce à ses fibres anti-fissurations et permet de substituer les matières premières nécessaires dans la composition du ciment.
Cette fibre recyclée et broyée est obtenue à partir de produits en fin de vie, eux même composites, qui sont broyés en petits morceaux et triés par taille. Les morceaux sont ensuite mélangés à d'autres matériaux pour créer une fibre recyclée qui peut être utilisée ensuite dans la fabrication du béton.
Le béton ainsi renforcé à des propriétés similaires à celui renforcé de fibres vierges, ce qui signifie qu'il est résistant et durable.
En utilisant de la fibre de verre recyclée, nous pouvons donc contribuer à la réduction de l'impact environnemental en évitant l'utilisation de matières premières vierges et en minimisant les déchets.
Incinération
L'incinération est un autre procédé de recyclage qui implique la combustion des déchets dans des installations de combustion spéciales. Cette méthode est plus coûteuse que le broyage, mais elle est souvent utilisée pour les produits qui ne peuvent pas être facilement recyclés par d'autres méthodes. L'incinération permet également de produire de l'énergie à partir de ces déchets, réduisant ainsi la dépendance à l'égard des combustibles fossiles.
Cependant, cette méthode peut par ailleurs générer des émissions polluantes, notamment des gaz à effet de serre. Elle permet une certaine valorisation énergétique, bien que jusqu’à 60 % de la masse originelle reste sous forme de cendres après la combustion.
Pyrolyse
La pyrolyse est le processus le plus avancé de recyclage de cette fibre, qui implique la décomposition thermique des déchets en fibre de verre en l'absence d'oxygène. Dans ce processus, les déchets en fibre de verre sont chauffés à des températures élevées dans un environnement appauvri en oxygène pour décomposer le matériau en ses composants de base, tels que le verre et le plastique.
Ces composants peuvent ensuite être récupérés et utilisés pour fabriquer de nouveaux produits en fibre de verre. Bien que la pyrolyse soit considérée comme la méthode de recyclage la plus efficace, elle est également la plus coûteuse et nécessite des installations spéciales.
En choisissant la méthode de recyclage appropriée pour chaque type de déchet en fibre de verre, il est possible de minimiser les coûts et de maximiser les avantages environnementaux.
Une nouvelle dynamique, morte dans l'œuf !
La revalorisation des matériaux composites comme la fibre de verre est un enjeu aussi bien économique qu'écologique. L'apport d'AMC-SOLUTIONS dans ce processus consiste à collecter les rebus de matière, et à permettre leur réutilisation ou revalorisation.
Nous avons identifié un gisement chez un industriel, et avons essayé de trouver des débouchés pour cette fibre complexe à traiter. Il s'agit de chutes de production, dont les dimensions ne permettent pas, ou trop peu, une réutilisation en l'état.
Nous avons entrepris de trouver les recycleurs existant sur les territoires de Bretagne et Pays de la Loire. Nous n'en avons trouvé aucun. Lors de nos recherches, nous avons découvert une société Finlandaise, ISODAN, capable de fournir une solution de recyclage de ce type de matériaux, avec un débit machine important et capable de le faire proche d'un point de collecte de notre choix.
ISODAN
L'usine, soit 2 conteneur 20HQ, est capable d'absorber 1 à 1,5 Tonnes de matière première par heure, dans un environnement sans poussière (sous pression d'air négative).
- Le site d'accueil de l'usine temporaire devra avoir une alimentation en 400V 250Amp minimum, et respecter le cahier des charges suivant :
• Les dimensions des matières premières à traiter ne doivent pas dépasser 70 x 70 x 10 cm (27 x 27 x 4")
• La matière première est chargée manuellement sur la bande transporteuse.
• Tous les corps étrangers non désirés doivent être retirés avant le traitement.
• Il n'y aura aucune exigence de fragmentation ou de séparation du matériau traité fini.
• Surface suggérée requise sous abri d'environ 250 m² hors zone de stockage des matières premières, produits finis et fragment mis au rebut.
• ISODAN aura un représentant technique présent pour la mise en service sur site et le démarrage de l'usine, jusqu'à 10 jours ouvrables consécutifs.
L'achat et le montage de l'usine couterai approximativement 700k€. Tout le reste de la filière est à mettre en place. Les quantités nécessaires pour créer une filière rentable sont très conséquentes. Il y a une grosse organisation logistique à prévoir pour extraire la matière des usines productrices, la stocker, pour enfin pouvoir la transformer puis la réinjecter dans des matériaux durables.
Précédente initiative
En France, il existait bien un projet visant à créer la filière de recyclage de fibre de verre par AB VAL COMPOSITES qui a créé en avril 2013, le projet a été financé à auteur de 2 millions d'euros par l'UE, pour un coût de programme de 3,3 millions d'euros, et n'a finalement pas abouti. La structure a été fermée après 5 ans d'existence.
À ce jour, les rares solutions de recyclage des composites fibre de verre ayant atteint l’échelle industrielle exigent un tri sévère des matériaux, une grande homogénéité des lots, et un broyage très fin (étape délicate et coûteuse en raison du fort pouvoir abrasif de la fibre de verre).
Conclusion
Forts de cette expérience, et de la connaissance acquise sur le sujet, nous avons décidé de ne pas pousser nos recherches plus loin, et n'avons pas su apporter de réponse à la problématique de notre client.
Cependant, en rédigeant cet article, nous avons découvert que l’Allemagne a déjà montré certaines avancées dans le domaine du recyclage des matériaux composites, les pales de turbines sont recyclées pour en faire du ciment, depuis une dizaine d’années, dans le cadre d’un partenariat entre Geocycle et Zajons.
Nous avons aussi détecté, chez nos concurrents, une offre où la fibre de verre est valorisée à 1060,80€/T. [edit : au 03/04/2023, la tonne est passée à 640,67€/tonne] Et comme chez AMC-SOLUTIONS "nos concurrents sont nos futurs partenaires", nous les avons contacté pour leur mettre en visibilité le flux.
Et dernière chose, le Plan France 2030 prévoit quelques milliards d'euros disponible pour les initiatives vertueuses. Nous sommes à un momentum évident qui peut permettre d'avoir rapidement des fonds pour acheter l'usine et financer le projet sous-jacent.
Tout porteur de projet sur ce sujet est donc invité à nous contacter pour que nous puissions lui transmettre notre base de connaissance précise.
De notre côté, nous ne pousserons pas plus avant nos recherches, mais n'hésitez pas à nous tenir informé si vous avez une solution clé en main à proposer à notre industriel !
Sources
*Sources
https://www.hubency.com/dechets-valorises/dechets-inertes/fibre-de-verre/
https://www.elcimai.com/actualites/recyclage-et-valorisation-des-materiaux-composites/
