Chapitre III Préparation des charges phénoplastes
III.1. i Etude du gisement de compteurs Enedis
Le gisement de compteurs ERDF semble de prime abord particulièrement complexe. En effet, il s’agit d’équipements avec une durée de vie longue. Ainsi, des compteurs datant des années 50 sont toujours en service, tout comme des compteurs installés dans les années 2000. De plus, un grand nombre de modèles existe dans ce gisement (plus de 100). De ce fait, on peut s’attendre à de grandes variations de design et de matériaux utilisés. Un schéma de démantèlement et d’identification a
Figure 102 : Schéma de tri et d’identification des matières appliqué à l’étude de l’échantillon de compteurs
Un échantillon de 130 compteurs de tous types a d’abord été étudié. Pour chaque modèle de compteurs, un numéro de référence a été attribué (C1, C2, …, Cn), avec n le nombre total de modèles de compteurs (n = 42). A chaque modèle est associé une année de mise en service, visible sur le compteur. Le nombre total de compteurs de chaque modèle dans l’échantillon a été compté (NC1, NC2, …, NCn).
Finalement, chaque modèle a été pesé (MC1, MC2, …, MCn). A partir de ces données,
une répartition des modèles de compteurs dans l’échantillon en termes de fraction en nombre (Fnombre(Cx) ou en masse (Fmasse(Cx) a pu être calculée (Équation 58 et
Équation 59). Une classification « macroscopique » des modèles de compteurs par type a également été proposée, se basant sur le matériau constituant le boitier. Trois types de compteurs ont été identifiés : les boitiers métalliques, les boitiers plastiques noirs/peints bleus, et les boitiers plastiques blancs (Figure 103).
(a) Compteur boitier métallique (b) Compteur boitier plastique noir/peint bleu
(c) Compteur boitier blanc Figure 103 : Les trois types de compteurs identifiés dans le gisement
Équation 58 ½vài_¯á(¥0) = ÄQÀ
∑€èéCÄQè ; 0 = 1 … o
Équation 59 ½igµµá(¥0) = ÄQÀ×"QÀ
∑€èéC(ÄQè×"Qè) ; 0 = 1 … o
Un démantèlement manuel de chaque modèle de compteurs a été effectué afin d’isoler chaque éléments mono matière. Il n’a pas toujours été possible de séparer manuellement tous les matériaux du fait des techniques d’assemblages utilisées (rivets, collage, etc.), une fraction a été récupérée sous forme de composants (carte de circuits imprimés, bobines, divers). Les morceaux et composants de chaque modèle de compteurs ont été référencés et pesés (MC1(p1), MC1(p2), …, MCn(pm)). 8
types de matériaux et composants ont pu être identifiés : les ferreux (Fe), les non- ferreux (No-Fe), les plastiques (Pl), le verre (Ve), les circuits électroniques (PCB), les câbles (Ca), les bobines (Bo) et une fraction mixtes (Mi). La différenciation des matériaux a été effectuée sur une base visuelle, et les matériaux ferreux et non-ferreux ont été triés avec un aimant. La fraction mixte est constituée de matériaux ne pouvant être séparés et valorisés comme composants. Pour chaque modèle de compteurs, la masse totale de chaque matériaux a été calculée (MC1(Fe), MC1(No-Fe),…, MCn(Mi)).
A partir de ces données, la fraction de chaque type de matière (mat) dans l’échantillon ou dans chaque type de compteurs a pu être calculée (Équation 60).
Équation 60 ½(ì^…) =∑ Äè Qè×"Qè(igd)
∑ Äè Qè×"Qè = ∑ [ ½igµµ(¥a) ×
"Qè(igd)
"Qè ]
í
Avec mat = Fe, No-Fe, Pl, Ve, PCB, Ca, Bo et Mi.
Au total, 42 modèles de compteurs ont pu être identifiés dans l’échantillon. Selon le modèle, des prépondérances très différentes ont été observées : certains ne sont présents qu’en un seul exemplaire, tandis que d’autres représentent une fraction importante de l’échantillon (Figure 104). La différentiation par type des modèles de
l’échantillon, les compteurs en plastique noir sont les plus prépondérants, à la fois en nombre et en poids (Figure 105).
Figure 104 : Répartition en nombre et en masse des modèles de compteurs dans l’échantillon
Figure 105 : Répartition en nombre (a) et en masse (b) des types de compteurs dans l’échantillon
Les compteurs à boitiers métalliques et plastiques blancs représentent une part quasi égale de l’échantillon en nombre (21-24%). Cependant, une fois rapportée en poids, les compteurs en plastique blanc ne représentent plus qu’une fraction très faible (6%). Cela est dû aux masses très différentes des types de compteurs (3,54 ± 0,24 kg pour les boitiers métalliques, 2,95 ± 0,17 kg pour les boitiers plastiques noirs, 0,54 ± 0,01kg pour les boitiers plastiques blancs). Ces différences sont liées au design et à la masse volumique des matériaux utilisés dans la conception des compteurs. D’un point de vue externe, les compteurs à boitier métallique et plastique noir sont très similaires en termes de design, seul le matériau constituant le boitier diffère. Une sous-division peut être proposée pour ces deux types de compteurs, basée sur la taille et la masse. En effet, des populations de compteurs plus gros (environ de 30x15 cm, nommée « Tri ») et plus petit (environ 20x10 cm, nommé « mono ») peuvent être définies. Cette sous division de type permet de réduire l’écart-type observé relatif à la masse par rapport
à la classification initiale de 6% à moins de 2,5% (Mplastiquenoir-mono = 1,44 ± 0,01 kg,
Mplastiquenoir-Tri = 3,6 ± 0,05 kg, Mmétal-mono = 1,64 ± 0,04 kg, Mmétal-tri = 4,31 ± 0,1 kg). Ce faible
écart type relate la faible variation de design des compteurs au sein de leur sous-type. Le démantèlement des compteurs a montré que les compteurs à boitier métallique et plastique noir étaient très similaires en termes de composants et d’assemblage. Ce sont des équipements électromécaniques, avec à peu près les mêmes composants principaux (Figure 106). Seuls les matériaux utilisés diffèrent (en particulier pour le boitier).
Figure 106 : Démantèlement d’un compteur à boitier plastique (gauche) et métallique (droite)
Par conséquent, un procédé de démantèlement équivalent peut être utilisé pour ces deux types de compteurs. La différence entre les compteurs « mono » et « tri » tient à la présence de certains éléments en triple dans les derniers (bobinages, éléments conducteurs, roue de comptage), les rendant plus massifs. L’assemblage reste cependant le même. Les compteurs à boitiers plastiques blancs sont quant à eux très différents. Ce sont des équipements électroniques. Ils sont essentiellement composés de cartes électroniques et de boitiers plastiques. Ils sont beaucoup plus sommaires en termes d’assemblage, ne nécessitant que 3 à 4 étapes pour être
Figure 107 : Fraction massique de matériaux dans (a) l’échantillon et (b) dans chaque type de compteurs
Quatre types de matériaux ont pu être isolés (métaux ferreux, non-ferreux, plastiques et verre) ainsi que quatre types de composants ne pouvant être séparés manuellement en pièces mono-matières (circuits électroniques (ou PCB) avec écrans à cristaux liquides, bobines, câbles, et mixtes divers). L’échantillon est essentiellement composé de métaux ferreux, de plastiques et de bobines (Figure 107). Les pièces mono-matières représentent 59%m de l’échantillon. Cette fraction, une fois extraite et
triée, est supposée être directement recyclable mécaniquement. C’est généralement vrai pour le métal et le verre ; le cas de la fraction plastique sera discuté plus tard. La fraction constituée de composants multi-matières (bobine, PCB, câbles) représente 34%m de l’échantillon, et peut être valorisée via des opérations
supplémentaires (séparation mécanique).
La composition massique de matière pour chaque type de compteurs est très différente de la composition globale. Les compteurs à boitiers plastiques noirs ont une composition similaire à l’échantillon dans son ensemble (avec comme composants majeurs les métaux ferreux, les bobines et les plastiques). Ceci est lié à la prépondérance de ce type de compteurs dans l’échantillon. Les compteurs à boitiers métalliques sont composés à 97% de métal et de bobines, et ne contiennent que 2% de plastiques. Ils peuvent être apparentés aux équipements gros électroménagers en termes de composition. Les compteurs à boitiers plastiques blancs sont essentiellement composés de plastique (51%) et de PCB (qui sont composés de métaux à forte valeur et de résines thermodurcissables renforcées). Le gisement existant le plus semblable est probablement celui des téléphones portables, qui fait partie du flux des petits appareils ménagers (PAM) [141].