Déclin de potentiel sur la surface de matériaux granulaires isolants

Abstract

Les déchets d’équipements informatiques sont composés d’une grande diversité de matériaux plastiques. Ceux-ci sont triés par nature (ABS, PC, HIPS, PP, etc.) et granulés avant d’être extrudés et utilisés pour fabriquer de nouvelles pièces. Les solutions techniques de recyclage des déchets plastiques sont nombreuses. La gestion des déchets plastiques évolue favorablement, les collectes sélectives se sont progressivement généralisées. Parallèlement, les producteurs et transformateurs du secteur plastique ont pris conscience de l’enjeu. En effet le recyclage permet d’économiser une grande quantité d’énergie primaire, notamment du pétrole, la principale matière première de la plupart des matériaux plastiques. Le développement de ce secteur industriel nécessite la recherche et le développement de nouvelles technologies de séparation physique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la caractérisation du comportement de charge/décharge des particules isolantes millimétriques à la surface d’une électrode reliée à la terre. Nous avons réalisé nos mesures sur deux classes de matériaux isolants qui se trouvent dans les mélanges non conducteurs granulaires triés par les séparateurs électrostatiques: l’ABS (Acrylonitrile-Butadiène-Styrène) et le HIPS (High-Impact Polystyrene) provenant de déchets d’équipements informatiques Les travaux réalisés ont permis de mettre en évidence l'intérêt de l'utilisation de la méthode des plans d'expériences à la quantification des effets des facteurs (potentiel initial, nombre de couches et classe granulométrique), ainsi que des interactions entre eux, par l'évaluation du taux de déclin de potentiel de surface, à court et à long terme. Cette technique est particulièrement intéressante, elle nous a permis de proposer des modèles mathématiques pour exprimer les taux de DPS dans les granules de HIPS. De ces résultats, il ressort également les qualités de la mesure du potentiel de surface comme outil d'analyse des propriétés diélectriques. Nous avons mis en évidence pour les deux classes de matériaux isolants la cohabitation de deux processus: la polarisation et l’injection de charge. On montre également que le taux du déclin de potentiel en surface est fortement conditionné par ces facteurs, l’augmentation du potentiel initial accélère le taux du déclin de potentiel. Par ailleurs, l’augmentation du nombre de couches et la classe granulométrique des particules diminue le taux de DPS. Ce travail constitue donc une approche innovante qui permet de corréler les mesures du déclin de potentiel de surface et la méthode de plans d’expériences qui constituent des outils très intéressants pour mieux prédire les résultats d’un processus de séparation électrostatique.