Le PRV, en tant que matériau composite (fibre de verre renforcée par une résine polymère), n’est pas facilement recyclable dans les installations de recyclage traditionnelles. Il existe toutefois des technologies innovantes qui permettent de récupérer les fibres de verre présentes dans les produits en fin de vie, en les séparant de la résine pour les réutiliser dans de nouveaux processus de production. Ces technologies sont disponibles à différents niveaux de maturité technologique, et toutes ne sont pas disponibles à l’échelle industrielle.
À ce jour, la principale technologie de recyclage des matériaux composites passe par les fours de cimenterie (également connue comme co-processing), où le déchet entre en partie dans la composition du ciment lui-même et sert en partie de combustible.
Les matériaux composites peuvent également être recyclés par recyclage mécanique et électromécanique (fragmentation par impulsions électriques à haute tension), ou par des procédés thermiques (pyrolyse, lit fluidisé et dépolymérisation) ou thermochimiques (solvolyse).
Le co-processing est une technologie innovante utilisée dans les cimenteries qui permet de valoriser les déchets à base de PRV au sein du processus de production du ciment. Cette méthode est spécifique aux matériaux contenant des fibres de verre et n’est pas adaptée au traitement des composites renforcés de fibres de carbone.
Dans le co-processing, les fibres de verre et les charges inorganiques présentes dans les matériaux composites remplacent en partie les matières premières (comme le carbonate de calcium) normalement utilisées pour la production du clinker. Simultanément, la composante résineuse est utilisée comme combustible alternatif aux combustibles fossiles traditionnels, tels que le pet-coke.
Cette double fonction fait du co-processing un procédé :
- efficace (les matériaux et les combustibles sont valorisés simultanément),
- évolutif,
- rapide.
En outre, il permet de réduire l’empreinte carbone de la production de ciment d’environ 16 %.
La réduction des émissions découle de :
- l’utilisation de matières premières déjà décarbonées, comme l’oxyde de calcium présent dans les fibres de verre, ce qui évite la libération de CO₂ liée à la décomposition du carbonate de calcium minéral ;
- une dispersion optimale entre résine et charge minérale, qui améliore l’efficacité de la combustion et optimise le rendement énergétique du four.
Grâce au co-processing, il est possible d’intégrer des matériaux de rebut dans un cycle industriel vertueux, en réduisant l’utilisation de ressources naturelles et en évitant la mise en décharge.
Le broyage mécanique contrôlé est une méthode de recyclage des matériaux composites basée sur la fragmentation contrôlée du matériau en fin de vie. C’est un procédé efficace, peu coûteux et à faible besoin énergétique, ce qui en fait une solution durable pour de nombreux flux de déchets composites.
Grâce à ce procédé, on obtient :
- des fibres courtes, réutilisables comme éléments de renfort ;
- de la poudre de matrice polymère, utilisable comme charge.
Bien que le broyage réduise les performances d’origine du matériau — avec une perte partielle des propriétés physico-mécaniques — le matériau recyclé conserve néanmoins des caractéristiques utiles qui le rendent adapté à de nombreuses applications, parmi lesquelles :
- les produits d’ameublement,
- les composants industriels,
- les solutions où le matériau recyclé assure une fonction structurelle secondaire.
Ce procédé permet une bonne récupération énergétique globale, est flexible face aux différents types de composites traités et offre des avantages en termes de réduction des coûts et de l’impact environnemental.
La pyrolyse est un procédé de récupération thermique qui permet de séparer et de récupérer à la fois les fibres et les produits hydrocarbonés générés par la décomposition de la matrice polymère. Les hydrocarbures obtenus peuvent être réutilisés pour réduire la consommation énergétique globale du procédé.
Par rapport à d’autres technologies de recyclage, la pyrolyse permet d’obtenir des matériaux recyclés de valeur supérieure, en particulier pour les fibres. Cependant :
- les fibres de verre subissent tout de même une perte de qualité, en raison de l’élimination de l’ensimage superficiel (essentiel à l’adhésion avec la matrice d’origine) ;
- l’exposition à des températures élevées peut endommager davantage les fibres, en réduisant leur résistance mécanique.
Du point de vue économique, la pyrolyse :
- nécessite des investissements initiaux élevés,
- présente des coûts de gestion plus élevés que d’autres méthodes de recyclage.
La solvolyse est un procédé de décomposition chimique des matériaux composites qui utilise des solvants (comme l’eau, l’alcool ou d’autres substances chimiques) pour séparer les fibres de la matrice polymère. Le traitement s’effectue à des températures et pressions contrôlées, généralement inférieures à celles requises par la pyrolyse.
Grâce à des températures plus basses, la solvolyse :
- réduit le risque d’endommagement des fibres,
- préserve mieux les propriétés mécaniques d’origine.
Parmi les technologies les plus prometteuses figure la solvolyse à l’eau subcritique, qui permet non seulement de récupérer les fibres avec des caractéristiques quasi intactes, mais aussi de récupérer des substances chimiques liquides de la matrice dégradée. Ces composés peuvent être réutilisés pour produire de nouvelles résines pour matériaux composites, améliorant encore la circularité du procédé.
La solvolyse offre en outre :
- une bonne évolutivité industrielle, mais implique également :
- des investissements initiaux élevés,
- des coûts opérationnels importants,
- un impact environnemental potentiel à gérer avec attention, notamment lié à la gestion des solvants utilisés.
Actuellement, le procédé est économiquement viable principalement pour les fibres de carbone, grâce à leur valeur marchande élevée. Toutefois, la pyrolyse n’est pas encore largement répandue à l’échelle industrielle, principalement en raison des volumes limités de matériaux à recycler.
La gazéification à lit fluidisé est un procédé de décomposition thermique semblable à la pyrolyse, mais avec des modalités opérationnelles différentes et une typologie de produits finaux différente.
Pendant la gazéification :
- la matrice polymère des matériaux composites est décomposée principalement en produits gazeux ;
- ces gaz sont récupérés et utilisés pour la production d’énergie au sein du même procédé.
À la différence de la solvolyse, la gazéification ne permet pas une récupération directe de substances chimiques réutilisables pour la formulation de nouvelles matrices polymères, la majeure partie de la matière organique étant entièrement transformée en gaz.
Un des grands avantages de ce procédé est sa capacité à traiter des matériaux composites complexes et mixtes, tels que :
- les stratifiés peints,
- les matériaux associés à des mousses ou à d’autres substrats.
Cette caractéristique rend la gazéification particulièrement adaptée à la récupération de composants structurels complexes, difficilement recyclables par d’autres technologies.
La fragmentation par impulsions à haute tension est une technologie de séparation électromécanique qui permet de séparer efficacement la matrice polymère des fibres des matériaux composites, en utilisant des décharges électriques plutôt que la chaleur ou des solvants.
Cette méthode se distingue par sa capacité à :
- préserver l’intégrité des fibres, qui s’avèrent plus longues et plus propres que celles obtenues avec les techniques mécaniques traditionnelles (comme le broyage),
- minimiser la contamination entre matrice et renfort pendant la séparation.
Toutefois, cette technologie nécessite :
- des niveaux élevés d’énergie électrique,
- des investissements significatifs, tant pour l’installation que pour l’exploitation.
Pour ces raisons, il s’agit d’une solution intéressante pour des applications à forte valeur ajoutée, où la qualité du matériau recyclé justifie les coûts du procédé.
La dépolymérisation thermochimique est un procédé innovant qui permet de récupérer à la fois les fibres de renfort et la matrice polymère des matériaux composites, grâce à un traitement thermique effectué en atmosphère de dioxyde de carbone (CO₂).
À la différence d’autres méthodes thermiques, cette technique :
- ne nécessite pas l’utilisation de réactifs chimiques agressifs,
- produit une fraction liquide organique réutilisable,
- est capable de traiter des composites complexes, y compris ceux contenant des matériaux d’âme (comme PS, PU, PET), des inserts métalliques ou du bois (par ex. balsa).
Comment fonctionne le procédé
- Dépolymérisation de la matrice — En présence de CO₂, le polymère se décompose au niveau moléculaire, produisant des vapeurs condensables qui, une fois purifiées, génèrent un liquide organique compatible avec les résines vierges (polyester insaturé, vinylester ou époxydique). Ce liquide peut être mélangé et repolymérisé, contribuant à la production de nouveaux matériaux composites. Dans certains cas, il est également possible de récupérer des composés chimiques de valeur, tels que l’anhydride phtalique.
- Calcination du résidu solide — Cette phase permet d’éliminer les résidus organiques restants et de récupérer les fibres de renfort ainsi que les éventuelles charges inorganiques.
Principaux avantages
- Récupération des deux composantes du composite (fibres + matrice)
- Compatibilité directe avec les résines vierges
- Traitement durable, grâce à la réutilisation du CO₂ et à l’absence de réactifs toxiques
- Plus avantageux économiquement que d’autres procédés thermiques, grâce à un rendement élevé en produit réutilisable
