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RÉSUMÉ
Le traitement thermique des déchets et des effluents industriels utilise différents processus de transformation thermochimique de la matière et de l’énergie. Un prétraitement peut préparer les déchets aux traitements. Puis les traitements en eux-mêmes reposent sur l'inflammation, l'oxydation, la pyrolyse, la solvolyse ou la gazéification. Ces traitements sont à l’origine de divers produits de transformation, à traiter avant rejet à l’atmosphère.
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Gérard ANTONINI : Professeur, Directeur du laboratoire UMR 6067 CNRS : Génie des procédés industriels à l’Université technologique de Compiègne - Directeur scientifique du GIE Procedis (UTC/Ineris)
INTRODUCTION
Le traitement thermique des déchets et effluents industriels repose sur différents processus de transformation thermochimique de la matière et de l’énergie. Ces processus mettent en œuvre des transferts de masse et de chaleur, associés à la réactivité de la matière à traiter dans les différents environnements réactionnels créés soit pour l’oxydation, la pyrolyse ou la gazéification de leur fraction organique, soit pour la fusion des résidus minéraux formés. Ils sont à l’origine de divers produits de transformation, à traiter avant rejet à l’atmosphère.
Ces processus thermochimiques sont mis en œuvre dans des procédés et équipements visant à l’élimination et/ou la valorisation matière/énergie des déchets ; ceux-ci seront décrits dans l’article
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5. Processus de solvolyse des déchets
La décomposition d’un déchet peut être obtenue par immersion dans un solvant ; on parle alors de solvolyse. Elle permet, par exemple, des processus de dépolymérisation des composés plastiques, de dévulcanisation des latex… Le solvant assure alors le rôle de caloporteur, d’agent de transfert de chaîne et de solvant des produits obtenus.
Les composés cellulosiques sont solvolysés à température ambiante, dans des solutions aqueuses contenant des acides minéraux concentrés (HCl, HNO3 , H3PO4 …) ou des bases fortes (LiOH, NaOH…), ainsi que dans des solvants organiques (Diméthylformamide DMF, Diméthylsulfoxyde DMSO), en association avec un réactif minéral (SO2 , N2O4 …). Il en est de même pour le polychlorure de vinyle (PVC) soluble dans des solvants aprotiques dipolaires.
Le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) sont des polymères présentant un taux de cristallinité élevé. Il en résulte une énergie réticulaire du réseau qui s’ajoute aux autres énergies de cohésion. C’est pourquoi ces polymères ne sont solubles qu’à partir de leurs températures de fusion : 105-120 oC pour le PE et 170-175 oC pour le PP et, ce, dans les solvants non ou peu polaires tels que les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Parmi ceux-ci, les produits lourds, de hauts points d’ébullition, sont les plus appropriés.
Les latex et caoutchoucs vulcanisés sont solvolysés dans les huiles aromatiques, à des températures de l’ordre de 250-270 oC, sous atmosphère inerte.
La solvolyse intervient comme une opération de décomposition du déchet, sans tri préalable des inertes (verre, métaux…), utile pour l’élimination de déchets mixtes ou composites (par exemple, des pneus).
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