Brevet FR3128388A1 — publié le 20230428

L’invention se rapporte à une ligne et un procédé de recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels, mettant en œuvre des moyens de lavage 210 à l’eau et des moyens de séchage 260 intégrant un générateur de radiofréquences. Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Ligne et procédé de recyclage de films plastiques agricoles ou industriels L’invention se rapporte au domaine du recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels. État de la technique antérieure Dans le secteur agricole, les films plastiques usagés, qui sont typiquement en polyéthylène basse densité, sont généralement traités en vue de leur recyclage à l’aide d’opérations de lavage puis de séchage mettant en œuvre un générateur d’air chaud. Cette technique de séchage conventionnelle nécessite des moyens de transport pneumatique et de séparation d’air, d’eau et d’humidité qui augmentent notamment l’encombrement de l’installation, sa consommation énergétique et les coûts de maintenance. Dans le but de pallier tout ou partie des inconvénients des installations de recyclage conventionnelles, il est proposé une ligne de recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels, comprenant des moyens de lavage et des moyens de séchage. Selon un premier aspect de l’invention, les moyens de séchage peuvent comprendre un générateur de champ électromagnétique destiné à évaporer de l’eau portée par les matières plastiques. Le générateur est de préférence un générateur de radiofréquences. Dans un mode de réalisation, les moyens de séchage comprennent un tunnel et des moyens de déplacement configurés pour faire circuler les matières plastiques au sein du tunnel, le générateur étant configuré pour générer le champ électromagnétique au sein du tunnel. Selon un deuxième aspect de l’invention, les moyens de séchage peuvent comprendre un dispositif d’essorage. Lorsque la ligne comprend des moyens de séchage conformes au premier aspect précité, il est préféré que ce dispositif d’essorage soit configuré pour essorer les matières plastiques lavées par les moyens de lavage avant leur exposition au champ électromagnétique. Le dispositif d’essorage peut comprendre un système d’essorage par compression et/ou un système d’essorage par centrifugation. Selon un troisième aspect de l’invention, les moyens de lavage peuvent comprendre un dispositif de raffinage. Dans une première variante, le dispositif de raffinage est configuré pour traiter les matières plastiques par friction. A cet effet, le dispositif de raffinage peut comprendre une vis sans fin comprenant une surface agencée et/ou usinée et/ou traitée de sorte que le frottement de matières plastiques sur cette surface entraîne leur friction. Par exemple, la vis peut comprendre un filet doté de perforations ou formant une surface irrégulière ou à reliefs. Dans une deuxième variante, le dispositif de raffinage est configuré pour traiter les matières plastiques par abrasion. Ces variantes peuvent bien entendu être combinées entre elles et/ou avec d’autres variantes non décrites. La ligne de recyclage de l’invention peut comprendre des moyens de séchage conformes au premier aspect et/ou au deuxième aspect et/ou comprendre d’autres moyens de séchage alternatifs ou complémentaires et/ou comprendre des moyens de lavage conformes au troisième aspect et/ou d’autres moyens de lavage alternatifs ou complémentaires. Dans tous ces cas, la ligne de recyclage peut comprendre d’autres éléments ou dispositifs de traitement des matières plastiques. Ainsi, de manière nullement limitative, la ligne de recyclage peut comprendre un dispositif de réduction configuré pour déchiqueter les matières plastiques avant leur lavage par les moyens de lavage. L’invention a aussi pour objet un procédé de recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels, mettant en œuvre une ligne de recyclage telle que définie ci-dessus. Il est préféré que les moyens de lavage soient mis en œuvre de manière à laver de manière continue un flux desdites matières plastiques. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit. La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels : est une illustration schématique d’un procédé de recyclage de matières plastiques conforme à l’invention, comprenant un pré-traitement, un traitement aussi appelé « traitement principal » et un post-traitement des matières plastiques ; est une illustration schématique de moyens de mise en œuvre du pré-traitement du procédé de la ; est une illustration schématique d’opérations de lavage et de séchage réalisées dans le cadre du traitement principal du procédé de la ; est une illustration schématique de moyens de mise en œuvre de l’opération de lavage de la ; est une illustration schématique de moyens de mise en œuvre de l’opération de séchage de la ; est une illustration schématique de moyens de mise en œuvre du post-traitement du procédé de la . Description détaillée de modes de réalisation Il est décrit ci-dessous des modes de réalisation d’une installation et d’un procédé conformes à l’invention, permettant de recycler des matières plastiques. Dans les exemples qui suivent, les matières plastiques à recycler sont des films plastiques agricoles usagés tels que des films d’enrubannage, de serre, d’ensilage ou encore de paillage. A titre d’exemple, ces films peuvent être en polyéthylène. Après usage, ces films sont typiquement souillés de terre agricole et contiennent notamment des polluants minéraux et végétaux de taille variable qu’il convient d’éliminer afin de recycler les films. L’installation de l’invention prend la forme d’une ligne de recyclage permettant de traiter de telles matières plastiques de manière continue. Ce traitement comprend en particulier des opérations de lavage et de séchage qui intègrent des techniques inédites dans le contexte du recyclage de telles matières plastiques. En référence aux figures 1 et 3, les opérations de lavage 210 et de séchage 260, qui font l’objet du traitement 200 innovant, peuvent être associés à des opérations de pré-traitement 100 et/ou de post-traitement 300 tels que décrits ci-dessous. Il va maintenant être plus spécifiquement décrit, en référence à la , des exemples de moyens de pré-traitement 100 qui peuvent être mis en œuvre dans le cadre de l’invention. Après collecte des films plastiques usagés sur sites agricoles, ceux-ci sont acheminés sur le site de recyclage où ils font de préférence l’objet d’un contrôle qualité visuel de manière à réaliser une première étape de séparation manuelle des polluants ainsi décelés. Les matières plastiques sont ensuite placées dans un premier dispositif de stockage 102 tel qu’un conteneur ou une cellule de stockage. Un dispositif d’acheminement 104 est configuré pour déplacer les matières plastiques stockées dans le dispositif 102 vers un dispositif de réduction 106. Dans cet exemple, le dispositif d’acheminement 104 comprend un convoyeur permettant d’alimenter le dispositif de réduction 106 de manière continue. Le dispositif d’acheminement 104 comporte aussi, dans cet exemple, un détecteur de métaux à tunnel, permettant de signaler à un opérateur la présence de métaux en vue de leur retrait des matières plastiques. Ce dispositif de réduction 106 comprend par ailleurs un déchiqueteur à dents permettant de réduire la taille et le volume des matières plastiques. Une telle réduction permet de faciliter les étapes de séparations ultérieures et d’améliorer le débit global du recyclage sur l’ensemble de la ligne. Dans cet exemple, la ligne comprend un dispositif de criblage 108 permettant de séparer les matières plastiques en fonction de leur granulométrie. Les éléments ayant une dimension supérieure à la granulométrie désirée sont réacheminés 110 vers le dispositif de réduction 106 et ceux ayant une dimension inférieure ou égale à la granulométrie désirée sont convoyés vers un deuxième dispositif de stockage 112 tel qu’un conteneur. A titre d’exemple, la granulométrie désirée peut correspondre à une dimension maximale de 250 mm. Un tel criblage 108 permet aussi de séparer certains polluants des matières plastiques. Il va maintenant être décrit des exemples de traitement 200 principal conformes à l’invention. Il est représenté sur la des moyens de lavage 210 à l’eau permettant de nettoyer les matières plastiques ayant de préférence subi le pré-traitement 100 décrit ci-dessus, ou un pré-traitement analogue. Dans cet exemple nullement limitatif, l’installation comprend une station d’épuration 212, un trommel 214, un dispositif de centrifugation 216, un dispositif de décantation 218, un dispositif de réduction 220, un dispositif de raffinage 222 et un dispositif de rinçage 224 montés en série de manière à traiter continûment les matières plastiques en provenance par exemple du dispositif de stockage 112 décrit ci-dessus. La station d’épuration 212 est configurée pour alimenter le trommel 214 en eau filtrée 230, par exemple avec un débit de 115 m 3 /h, et pour alimenter en eau épurée 232, 234, 236 et 238, respectivement, le dispositif de centrifugation 216, le dispositif de décantation 218, le dispositif de réduction 220 et le dispositif de rinçage 224, par exemple avec un débit de 40 m 3 /h, 20 m 3 /h, 20 m 3 /h, 6 m 3 /h et 40 m 3 /h respectivement. La station d’épuration 212 est en outre configurée pour récupérer l’eau à épurer 240, 242, 244, 246, 248 et 250 sortant de ces différents dispositifs et pour évacuer séparément des substances contenues dans les eaux à épurer, dans cet exemple du sable, de la boue et des résidus de plastique. Dans cet exemple, le trommel 214 permet d’évacuer un très fort pourcentage des minéraux portés par les matières plastiques, notamment du sable. Le dispositif de centrifugation 216 permet de frictionner grossièrement les matières plastiques et d’en évacuer de la terre et des grains de sable non évacués par le trommel 214. Le dispositif de décantation 218 comprend dans cet exemple une roue à godets permettant d’éliminer par flottaison les matériaux non flottants, du type cailloux et particules métalliques. La disposition du dispositif de décantation 218, en amont du dispositif de réduction 220, permet de protéger ce dernier de tels matériaux. De manière alternative ou complémentaire, un tel dispositif de décantation peut être disposé en aval du dispositif de réduction 220 (non représenté). Le dispositif de réduction 220 comprend dans cet exemple un broyeur à eau permettant de réduire la taille des matières plastiques en vue de leur introduction dans le dispositif de raffinage 222. Dans un mode de réalisation, le dispositif de raffinage 222 est un dispositif de lavage par friction comprenant une ou plusieurs vis sans fin configurées pour séparer des matières plastiques des substances telles que des argiles ou des grains de sable incrustés. Pour améliorer le lavage, les vis peuvent comprendre un ou plusieurs filets dotés de perforations ou de rugosité superficielle de manière à frictionner les matières plastiques. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de raffinage 222 comprend un dispositif d’abrasion. Le dispositif de rinçage 224 comprend dans cet exemple une centrifugeuse permettant de rincer les matières plastiques ainsi lavées en évacuant des polluants préalablement séparés, de manière à finaliser l’opération de lavage 210 à l’eau. Il est représenté sur la des moyens de séchage 260 permettant de sécher les matières plastiques ayant de préférence été lavées de la manière décrite ci-dessus, ou d’une manière analogue. Typiquement, les matières plastiques sortant des moyens de lavage 210 décrits ci-dessus peuvent avoir un taux d’humidité de plus de 50%. Les moyens de séchage 260 de la comprennent un dispositif d’essorage 262 et un dispositif de séchage 264 par radiofréquences. Dans cet exemple, le dispositif d’essorage 262 comprend un système d’essorage par compression, intégrant de préférence une technologie à galette sans délitement permettant de compacter les matières plastiques. Dans un autre mode de réalisation, le système d’essorage par compression peut au contraire être configuré pour entraîner un délitement des matières plastiques, de manière à éviter leur compactage après compression. Un essorage par compression permet de réaliser un séchage performant, en particulier plus performant que les moyens de séchage conventionnels. Lorsque le dispositif intègre une technologie à galette sans délitement, il permet aussi de réduire la masse volumique des matières plastiques. Il en résulte dans tous les cas notamment une réduction des coûts d’investissement et d’exploitation. De manière alternative ou complémentaire, le dispositif d’essorage 262 peut comprend un système d’essorage par centrifugation. Le dispositif d’essorage 262 peut être relié à la station d’épuration 212 illustré sur la de manière à y rediriger l’eau d’essorage. Typiquement, les matières plastiques sortant du dispositif d’essorage 262 peuvent avoir un taux d’humidité d’environ 12%. Concernant le dispositif de séchage 264, celui-ci comprend dans cet exemple un ou plusieurs tunnels, des moyens de déplacement configurés pour faire circuler les matières plastiques au sein du ou des tunnels, ainsi qu’un générateur de radiofréquences destinées à évaporer de l’eau portée par les matières plastiques. Pour générer des radiofréquences, le générateur transforme de l’énergie électrique en ondes hautes fréquences, qui sont dans cet exemple transmises aux matières plastiques via des électrodes. A titre d’exemple, le générateur peut fonctionner avec une fréquence de travail de 27,12 MHz ± 0,6%. Les inventeurs ont découvert qu’un tel dispositif de séchage 264 permet de contrôler précisément le taux d’humidité résiduel souhaité, en pilotant simplement la puissance de l’énergie électromagnétique produite par le générateur, et d’obtenir ainsi un séchage rapide, uniforme et présentant un rendement énergétique élevé. A l’issue d’un tel traitement 200, les matières plastiques peuvent être soumises à un post-traitement 300 tel qu’illustré sur la . Dans cet exemple, le post-traitement 300 comprend la mise en œuvre d’un dispositif de séparation 302, par exemple aéraulique, afin de séparer d’éventuels polluants légers qui n’auraient pas été désagrégés préalablement, et d’un dispositif de conditionnement 304. Le dispositif de conditionnement 304 comprend dans cet exemple un outil de compactage des matières plastiques et un outil de stockage des matières plastiques ainsi compactées au sein de housses. Le produit final ainsi conditionné prend la forme de flocons de matières plastiques dotées d’un taux d’humidité résiduel inférieur ou égal à 2% et d’un taux de pollution inférieur ou égal à 0,5%. L’invention permet d’introduire un tel produit final, sans le mélanger, dans une extrudeuse conventionnelle en vue de sa transformation sous forme de granulés. De manière connue en soi, l’extrudeuse peut comprendre un filtre pour éliminer d’éventuels végétaux encore présents dans les matières plastiques. L’invention permet aussi de transformer un tel produit final par mono fusion, en s’affranchissant de toute étape de granulation. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d’être décrits à titre d’exemples. Ainsi, les opérations de pré-traitement 100, de traitement principal 200 et/ou de post-traitement 300 peuvent intégrer des moyens additionnels ou différents de ceux décrits ci-dessus. Par exemple, les moyens de lavage 210 peuvent être dépourvus du dispositif de décantation 218 et/ou du dispositif de raffinage 222 illustrés sur la . Ligne de recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels, comprenant des moyens de lavage (210) et des moyens de séchage (260), caractérisé en ce que les moyens de séchage (260) comprennent un générateur (264) de champ électromagnétique destiné à évaporer de l’eau portée par les matières plastiques. Ligne de recyclage selon la revendication 1, dans laquelle le générateur (264) est un générateur de radiofréquences. Ligne de recyclage selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens de séchage (260) comprennent un tunnel et des moyens de déplacement configurés pour faire circuler les matières plastiques au sein du tunnel, le générateur (264) étant configuré pour générer le champ électromagnétique au sein du tunnel. Ligne de recyclage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les moyens de séchage (260) comprennent un dispositif d’essorage (262) configuré pour essorer les matières plastiques lavées par les moyens de lavage avant leur exposition au champ électromagnétique. Ligne de recyclage selon la revendication 4, dans laquelle le dispositif d’essorage (262) comprend un système d’essorage par compression. Ligne de recyclage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle les moyens de lavage (210) comprennent un dispositif de raffinage (222) configuré pour traiter les matières plastiques par friction et/ou par abrasion. Ligne de recyclage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un dispositif de réduction (106) configuré pour déchiqueter les matières plastiques avant leur lavage par les moyens de lavage (210). Ligne de recyclage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un dispositif de compactage (304) des matières plastiques séchées par les moyens de séchage (260). Procédé de recyclage de matières plastiques telles que des films plastiques agricoles ou industriels, mettant en œuvre une ligne de recyclage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les moyens de lavage sont mis en œuvre de manière à laver de manière continue un flux desdites matières plastiques.