Production, récupération, recyclage et réutilisation des pneus

Cela semble incroyable, mais en 2019, environ 3 milliards de pneus ont été vendus dans le monde, un énorme volume de matières premières utilisées, dont le produit final doit être recyclé dans le respect des règles de l’économie circulaire.

Nous sommes habitués à voir les pneus dans notre vie quotidienne, sur les voitures, les motos, les motos et sur tous les autres moyens de mobilité que nous rencontrons au quotidien, mais nous devons aussi penser, dans une perspective d’ économie circulaire , comment donner une seconde vie aux pneus et comment faire en sorte que le produit que nous utilisons devienne durable .

Pour ce faire, nous devons connaître un peu l’histoire du produit, comment il est fabriqué et quelles méthodes nous connaissons aujourd’hui pour leur élimination.

L’histoire

L’histoire des pneus remonte au brevet déposé à Londres par l’écossais Robert William Thomson en 1846, bien avant la propagation des voitures, des camions, des coursiers et des motos. Ce sont aussi les années où le caoutchouc naturel est entré dans le monde industriel, ( voir article ), et nous avons essayé de le modéliser sous différentes formes à différentes températures, pour tester sa cohérence à chaud et à froid.

Aux États-Unis, à la même période, Charles GoodYear , après de longues études commencées en 1839 qui traitaient des réactions entre le caoutchouc et le soufre , a réussi à breveter en 1844, un composé grâce auquel il était possible de gérer les déformations élastiques du caoutchouc sous la effet des températures.

Mais l’invention des deux chercheurs est restée lettre morte jusqu’à ce que la chambre à air soit inventée, capable de supporter le poids et la torsion du véhicule en mouvement à l’intérieur du pneu. Les avantages de la roue « air » se résument en une force moindre nécessaire au déplacement du véhicule, un fonctionnement plus silencieux, un plus grand confort et une plus grande maniabilité.

Malgré ces succès incontestables, d’un point de vue industriel, il n’a pas été suivi et la roue à air a été rapidement oubliée.

Il a dû attendre jusqu’en 1888 lorsque John Boyd Dunlop a de nouveau breveté un pneu à air pour vélos et l’année suivante, il l’a appliqué au vélo de William Hume , un cycliste médiocre, qui avec ce vélo révolutionnaire a remporté, à Belfast, les trois compétitions à auquel il avait souscrit.

Le succès a été tel que la production en série de ces vélos équipés du pneu révolutionnaire a commencé.

Les études de l’époque ne portaient pas seulement sur les pneumatiques, mais aussi sur les jantes qui devaient les contenir, sur les composés pour épaissir les pièces dans lesquelles les efforts de roulage étaient plus importants, sur les problèmes liés à la surchauffe des fils de gauchissement et, enfin, pour protéger la tourne par des piqûres.

En 1912, les pneus sont passés de couleurs claires au noir , car on a découvert que l’ajout de noir de fumée au composé augmentait la résistance à l’usure du caoutchouc.

Au cours de ces années, la production de voitures a augmenté et l’adoption du pneu pneumatique est attribuable aux frères Michelin , qui l’ont testé lors de la course Paris-Brest-Paris de 1891, qui a remporté avec seulement 5 crevaisons.

Processus de vulcanisation du caoutchouc

Le cœur du processus de fabrication du pneumatique réside dans le principe de vulcanisation de la matière première, qui consiste à chauffer le caoutchouc avec du soufre.

La vulcanisation entre le polyisoprène et le soufre provoque une modification de la structure moléculaire du polymère créant une augmentation de l’élasticité et de la résistance à la traction du produit, réduisant l’abrasivité et l’adhésivité initiale.

Le processus de vulcanisation est réalisé grâce à un mélange d’élastomère, de soufre et d’autres additifs chimiques tels que des accélérateurs, des activateurs, des renforçateurs, des antioxydants, des inhibiteurs et des agents anti-âge.

Recyclage des pneus

Comme nous l’avons vu précédemment, en 2019 seulement, environ 3 milliards de pneus ont été vendus, qui s’useront sur une certaine période de temps, puis seront remplacés par d’autres nouveaux articles.

Cela se produit chaque année depuis des années, afin de générer une immense quantité de pneus épuisés qui, jusqu’à récemment, se retrouvaient dans des décharges ou dans des centres de stockage , car leur recyclage était compliqué en raison du mélange de composants que le produit contient.

Aujourd’hui, nous avons des processus de récupération des pneus qui peuvent réduire la pression entre la production et le recyclage. Nous pouvons énumérer trois processus de recyclage:

Déchiquetage mécanique

Le processus implique le déchiquetage grossier de pneus d’une taille d’environ 70 ou 100 mm. de chaque côté, puis en passant par le processus d’enlèvement des parties métalliques, la granulation, avec un nettoyage supplémentaire et le processus de micronisation final dans lequel le produit sera propre et divisé en différentes tailles de grains.

Processus cryogénique

Le processus implique une première phase de déchiquetage grossier des pneus avec une élimination relative des pièces métalliques. Par la suite, le sol est soumis à un refroidissement à l’azote liquide, afin de recréer une structure cristalline et fragile qui permet facilement un nouveau broyage fin. Le matériau résultant est ensuite traité par le processus de pulvérisation avec des broyeurs à marteaux ou à disques.

Processus électrothermique

Le processus implique la première réduction dimensionnelle mécanique du produit à insérer ensuite dans des fours à induction magnétique verticale. Dans ces fours, les pièces métalliques se détachent du caoutchouc sous l’effet d’une température d’environ 700 degrés. A l’issue de cette opération, la pièce en caoutchouc est collectée et envoyée pour une vulcanisation qui consiste à remettre l’élément récupéré sous une forme chimique similaire à l’élastomère d’origine, par des procédés thermochimiques en autoclaves.

Quelles sont les caractéristiques de la matière première recyclée et quelles sont ses utilisations?

Les granules de caoutchouc recyclé sont utilisés pour la réalisation de conglomérats résineux-caoutchouteux en les utilisant en mélange 60/70%, à l’aide de machines de moulage à froid.

En ce qui concerne la poudre , son utilisation peut être combinée avec des mélanges avec de l’élastomère vierge et utilisée par des procédés de moulage sous pression ou d’autres types de pressage à chaud.

Cependant, il convient de noter que le recyclage des pneus est encore très faible par rapport à la récolte totale, ce qui augmente les coûts d’élimination, laissant le problème de leur gestion post-vie ouvert.

Les principales applications des granulés et de la poussière se trouvent dans la production de surfaces drainantes pour les champs avec de l’herbe synthétique, des asphaltes, des surfaces qui amortissent les chutes dans les têtes de jeu, des sols antidérapants, une isolation acoustique, des accessoires pour le mobilier urbain, des matelas pour les fermes et d’autres articles.

Nuevos estudios sobre reciclaje

Actuellement, les études en cours, afin d’essayer d’augmenter le pourcentage de réutilisation des pneus usagés, se concentrent sur les processus de décomposition des liaisons chimiques que l’élastomère, le soufre et les additifs créent entre eux.

Des chercheurs de l’Université Mc Master ont développé expérimentalement un système qui peut couper les liaisons polymères horizontales en brisant le maillage qui retient chimiquement les divers composants, les ramenant à leur état primaire.

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