memoire de recherche - wordpress.com · 2014-06-13 · de remplacer l’ivoire, devenue rare et...
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SAC PLASTIQUE
MEMOIRE DE RECHERCHE Séminaire AMC"
Robert Le Roy & Leda Dimitriaki
Courtial Louise
Master I
Ecole Nationale Supérieure
d’Architecture
SOMMAIREINTRODUCTION
AVANT PROPOS
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Les prémices
Les premiers plastiques d’origine naturelle
Premier plastique synthètique : la bakélite
Essor des polymères de synthèse
LES POLYMERES
Du pétrole au plastique
Formation des polymères
Les polymères
Classificaion et reconnaissance des polymères
Les thermoplastiques
Procèdés de mise en forme
HISTOIRE DU RECYCLAGE
LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI
PROBLEMATIQUE
DIAGNOSTIQUE DU MATERIAUX
PROTOCOLE EXPERIMENTAL
EXPERIENCE A VENIR
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
AVANT PROPOS
CHOIX DU SUJET
MOTIVATIONS PERSONNELLES
CONSTAT AU TOGO
INTRODUCTION
« Le plastique est un matériel omniprésent dans notre
vie quotidienne. Et le monde de l’architecture n’a pas
fermé les yeux sur les avantages qu’il pouvait offrir dans
la réalisation de projets architecturaux ».
Dimitris Kottas
Si la matière plastique est encore employée
avec parcimonie dans le milieu du bâtiment, elle l’est
sans retenue dans l’industrie, le commerce et la
consommation quotidienne. Certains architectes comme
Rem Koolhas, Herzog et de Meuron, osent le plastique
: à l’affiche ou par nuance.
Ce mémoire s’intéresse à cette matière qui a envahi en
moins d’un siècle nos paysages quotidiens. Très utilisé,
notamment dans l’industrie agroalimentaire, le plas-
tique se retrouve en quantité importante dans les
déchets domestiques et industriels. Ils représentent
environ &'% des déchets (des ordures ménagères
résiduelles / source ADEME MODECOM) produits en
moyenne par habitant en France.
D’origine synthétique ou naturelle, thermoplastique ou
non, la matière malléable permet d’obtenir des formes
infinies : courbe, fine épaisseur, etc. Il existe différents
types de plastiques possédant des propriétés qui leur
sont propres.
L’usage abondant du plastique pose depuis plusieurs
décennies la question de sa fin de vie. Recyclage,
réemploi, incinération, enfouissement : que faire de ce
matériau dont l’impact sanitaire et environnemental
laisse entrevoir de dangereuses retombées.
Certains plastiques, comme le PET (Polytéréphtalate
d'EThylène) ou le PEHD (PolyEthylène Haute Densité),
sont triés et recyclés. Qu’en est-il des autres matières
plastiques ?
Ce travail s’intéresse particulièrement à un plastique
présent quotidiennement et dans le monde entier. Sa
consommation s’élève à 0,1 million de tonnes en '2&2
en Europe (source PlasticsEurope Market Research
Group). Ces plastiques, dits « mous » ne sont
aujourd’hui ni triés, ni recyclés. Quelles en sont les
raisons ? Que faire de cette matière abondante et
extrêmement polluante ? Quelles sont les pistes
d’utilisation en architecture ?
Après une approche théorique sur l’histoire du plastique
et du recyclage, ce travail développera particulièrement
le cas du polyéthylène basse denstié. Une série
d’expérimentations tentera d’explorer une piste pour un
ré usage de ce matériau.
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Les prémices
L’usage des matières plastiques remonte à l’antiquité, cependant c’est avec les progrès de la chimie et l’essor industriel de la fin du XIXème
siècle que les polymères, notamment de synthèse, se sont véritablement développés.
Les premiers signes de l’utilisation de matières plastiques datent du XVème siècle avant J-C, les Egyptiens utilisaient des colles constituées
de gélatine, de caséine ou d’albumine. Ce n’est qu’à la fin du XVème siècle, suite aux grandes découvertes, que le caoutchouc (cao, le bois,
tchu, qui pleure) fut découvert par les Européens. Les populations amérindiennes utilisaient ce matériau ancestral pour la fabrication
d’objets variés de leur quotidien. Les naturalistes Charles Marie de La Condamine et François Fresneau de la Gataudière firent la première
description scientifique du caoutchouc en %&'*. En %&&+, un chimiste anglais, Jacques Charles, découvre l’ancêtre de la gomme, le caout-
chouc efface l’encre. Les découvertes concernant ce nouveau matériau se sont succédées au XIXème siècle.
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Les premiers plastiques d’origine naturelle
Les premiers plastiques, avant d’être des matériaux de synthèse,
étaient issus de matières naturelles comme la cellulose ou la caséine
de lait.
Le celluloïd, à base de cellulose issue du bois ou du coton a été mis
au point par les frères Hyatt en &'() aux Etats-Unis. En réponse à
un concours, les deux frères avaient mis au point un matériau capable
de remplacer l’ivoire, devenue rare et chère, des boules de billard. Le
celluloïd, solide, léger, malléable, offrant des possibilités de larges
gammes de couleurs et de formes, s’est rapidement étendu à
d’autres applications. Il a été utilisé pour les cols et poignets de
chemises, les touches de claviers, les films photographiques. Il est
aujourd’hui encore utilisé pour la fabrication de balles de ping-pong.
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Les premiers plastiques d’origine naturelle
La viscose fut inventée par Hilaire de Chardonnet en "##$. Le
procédé de synthèse fut élaboré en réponse à une importante
pénurie de soie. La cellulose du bois subit une première réaction
chimique à la soude, puis une extrusion. La viscose peut être
transformé en fil – la rayonne – étirée en feuille très fine – la
cellophane – ou expansée – les éponges dites végétales.
Enfin, la caséine du lait fut utilisée pour faire un matériau plas-
tique nommé galalithe. Le brevet fut déposé en "#(" par
l’ingénieur allemand Spitteler. Elle remplaça très vite l’écaille, la
corne pour la fabrication de petits objets et accessoires.
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Premier plastique synthétique : la bakélite
Précurseur des matériaux de synthèse, la bakélite, résine
formo-phénolique, fut inventée par un chimiste belge, Léo
Baekeland, en #$%&. Cette matière entièrement synthétique
se mettait en forme sous l’action de la chaleur et la gardait en
durcissant. La bakélite fut très utilisée par l’industrie automo-
bile, mais aussi pour la fabrication d’objets de la vie courante.
HISTOIRE DE LA MATIERE PLASTIQUE
Essor des polymères de synthèse
C’est à partir des années trente que l’usage des
polymères se systématisa. L’effort de guerre de
$%&%-$%'( affectait toute l’économie et
l’industrie, la question des matériaux était un enjeu
important. L’armement requièrait une collecte des
métaux non ferreux. Chaque foyer triait et recyclait
métaux, os, tissus, etc. au service de son pays. Il
fallut alors chercher des ersatz ou de nouvelles
matières et procedés de fabrication. La recherche
s’accéléra en faveur des polymères.
Une meilleure accessibilité des ressources pétro-
lières couplée aux progrès de la chimie, donna lieu à
de nombreuses innovations en ce qui concerne les
matières de synthèse. Les polymères issus du
pétrole ont été inventés dans les années trente,
notamment le polystyrène, les acryliques, le chlorure
de polyvinyle (PVC). A ces avancées chimiques s’est
ajouté un progrès technologique considérable, en
particulier le perfectionnement de machines indus-
trielles. Ceci a permis la fabrication en série et à
faible coût de nombreux objets. Ce phénomène prit
son essor entre deux guerres, pendant et après la
seconde guerre mondiale, le plastique envahit les
espaces domestiques (Formica, vaisselle en formal-
déhyde, fibres synthétiques, etc.).
Les multiples possibilités qu’offrent ces matières
plastiques leur assurèrent un succès auprès des
industriels, des designers et des particuliers. Ce
succès dure encore aujourd’hui, néanmoins obscurci
par les chocs pétroliers ($%/&, $%/%, 0112) et la
prise de conscience de l’impact de sa production sur
l’environnement et la santé.
����Polymérisation du
chlorure de vinyle,
Henri Victor Regnault
France
���
Vulcanisation du caout-
chouc naturel par le soufre,
Charles Goodyear
Etats-Unis
��!"Parkésine, matière
plastique de synthèse
isuue de la cellulose,
Alexander Parkes
Angleterre
��$%
Celluloïd, issue de
nitrattion de cellulose du
bois), Les frères Hyatt
Etats-Unis
���'Viscose, par dissolu-
tion de l’acétate de
cellulose dans le
chloroforme, Hilaire de
Chardonnet
France
�� "
«Pierre de lait», issue
de la caséine du lait,
Auguste Trillat, France
�� $Galalithe, issue de la
caséine du lait,
Wilhelm Krishe et
Adolf Spitteler
Allemagne, Autriche
� %$
Résine formo-phéno-
lique (Bakélite),
issue de nitrattion de
cellulose du bois),
Léo Baekeland
Belgique
� %$Caoutchouc de synthèse,
obtenus par polymèrisa-
tion, Fritz Hofmann
Allemagne
� %�Cellophane, Jacques
Brandenberger
Suisse
� �
Notion de macro
moélcule, polyméri-
sation de mono-
mères éthylénique,
Hermann Staudiger
Allemagne
� "%Résines époxyde,
Paul Schlack
Allemagne
� ��
Production indus-
trielle du polychlo-
rure de vinyle (PVC)
Allemagne
� �"Polyméthacrylate de
méthyle (plexiglas)
Allemagne
� ��
Polyéthylène basse
densité (PEBD ou LDPE),
Eric Fawcette, Reginald
Gibson, Angleterre
� ��Polyamides (PA),
connu sous le nom
de nylon, Wallace
Hume Carothers
Etats-Unis
� ��Fibre synthétique ultra
performante, et polystyrène
Etats-Unis, Allemange
� �!
Rhodoïd, issu de
l’acétate de cellulose
S. Rhône-Poulenc
France
� �$Polyuréthane ou polycar-
bamate, Otto Bayer
Allemagne
� ��Polytétrafluoroé-
thylène (PTFE,
Téflon)
Roy Plukett
Etats-Unis
� '�
Apogée du Formica
Silicone, JF Hyde, Etats-Unis
Polytéréphtalate d’éthylène
(PET, PETE), John Rex
Whinfield, James Tennant
Dickson, Angleterre
� �%Synthèse des
p r e m i e r s
copolymères
du polystyrène
� ��
Polycarbonate (PC), Botten-
bruch, Krimm, Schnell, Allemagne
Polyéthylène haute densité
-PEHD, densité ",#$) Karl
Ziegler, Allemagne
� �'P o l y p r o p y l è n e
isotactique (PP ou
PPi), Giulio Natta ,
Italie
� ��PEHD par polymérisation
sous basse pression de
l'éthylène, S. Phillips
Petroleum, Etats-Unis
� !�
Commercialisation de
l'Estane, polyuréthane
thermoplastique, BF
Goodrich, Etats-Unis
� !�
« Super-nylon »,
Kevlar, Stephanie
Kwolek et Herbert
Blades , Etats-Unis
� %’
Terpolymère ABS
remplace les résines
« mélamine-formol ».
LES POLYMERES
Les polymères, du grec pollus, plusieurs et meros,
parties, sont du point de vue de leur structure
moléculaire un enchainement d’un même motif
appelé monomère. Les monomères reliés entre
eux par des liaisons de type covalente.
CH
ClC
H
HC
H
H
C
Cl
H
POLYMERISATION
Exemple : monomère du chlorure de Vinyle
Il existe plusieurs types de polymères dont les
structures variées leur confèrent des propriétés
différentes. D’origine naturelle ou de synthèse
(issues du gaz ou du pétrole) les polymères se
distinguent en quatre grandes familles : les
thermoplastiques, thermodurcissables, les élas-
tomères et les élastomères thermoplastiques.
Du pétrole au plastique
Obtention des monomères
La matière première utilisée pour la fabrication
des plastiques de synthèse est extraite dans les
couches profondes de la croûte terrestre. Grace à
des forages, la matière est puisée des gisements,
puis acheminée vers des raffineries pétrolières
par oléoduc et gazoduc.
En raffinerie, le pétrole subit une distillation
atmosphérique. Il est chauffé à %&'°C, les
vapeurs émanantes sont dirigées vers une
colonne de distillation.
Les résultats obtenus par distillation sont satu-
rés, c’est-à-dire que la taille des molécules
obtenues est trop longue, il faut les fractionner par
vapocraquage. Il s’agit d’un processus chimique
de craquage des molécules en fragments plus
courts. Ces opérations complexes s’effectuent à
une température de +''°C, à une pression
atmosphérique de /bar. 01' litres à /''' litres
d’eau sont nécessaires au craquage d’une tonne
d’hydrocarbure. Le mélange obtenu est de
nouveau distillé, cette fois ci à une température
de -/0'°C.
20°C
150°C
200°C
300°C
370°C
400°C
GAZ (PROPANE/BUTANE)
PETROCHIMIE (PLASTIQUE)
ESSENCE
KEROSENE
GAZOLE
FIOULS LOURDS / BITUME
n
Formation des polymères
Les monomères issus du vapo-
craquage sont polymérisés,
c’est-à-dire qu’ils subissent
des réactions chimiques com-
plexes avant d’acquérir leur
structure de polymère. Il existe
deux grands types de réactions :
la polymérisation en chaîne
(polyaddition, pour créer le
polyéthylène, le propylène ou le
polystyrène) et la polymérisation
par étapes (polycondensation,
pour le polyéthylène téréphtalate
par exemple).
LES POLYMERES
CHLORURE DE
SODIUMPETROLE BRUT GAZ NATUREL
Electrolyse
DICHLORE
Réacteur
MONOCHLORURE
DE VINYLE
Polymérisation
Raffinage
NAPHTA
Vapocraquage
ETHYLENE Réacteur
BENZENE
STYRENE
PROPYLENE
POLYETHYLENE POLYSTYRENE POLYPROPYLENEPVC
Polymérisation Polymérisation Polymérisation
DE VINYLE
Les polymères
Les macromolécules obtenues, soit à partir d’un
seul monomère (homopolymère comme le polyé-
thylène ou le polystyrène), soit à partir de
plusieurs monomères (copolymères) sont des
chaînes de monomères. Pour les copolymères, les
monomères peuvent être rangés de manière
alternée, en bloc ou statistique.
LES POLYMERES
Il arrive que les chaînes de polymères forment
entre elles des liaisons covalentes. Il s’agit de
réseau macromoléculaire ou de gel.
De manière générale, les polymères sont les
matériaux souples (avec un module de Young
faible, inférieur à !"GPa), légers (masse
volumique inférieure à !#"" kg/m$), et isolants
électriques et thermiques.
alteernéee, en ue. istiqustatiou sbloc n b
Il ararrivee que e pos deaîneschales e
COPOLYMERE ALTERNE
COPOLYMERE A BLOCS
COPOLYMERE STATISTIQUE
test de déformation
test de chauffage
THERMOPLATIQUE
test de densité
test de Belstein
test du solvant
test du pH
test de combustion
POLYURETHANE
ELASTOMERE
THERMODURCISSABLE
POLYETHYLENE
POLYCHLORURE DE VINYLE
POLYSTYRENE
POLYAMIDE
ACETATE DE CELLULOSE
POLYACRYLIQUE
SILICONE
tirer sur l’échantillon
chauffer l’échantillonau bec Bunsen
plonger l’échantillon dans l’eau
identification dela présence de chlore
solubilité dans l’acétone
mesure du pH des vapeursissues du polymère chauffé
facilité de la combustion
POLYPROPYLENE
matériau souple
matériau dégradé
l’échantillon flotte
flamme verte
soluble
pH < !
pH > "
avec fumées
sans fumées
fumée blanche+ croute de silice
ECHANTILLON
matériau ramolli
l’échantillon coule
non soluble
Classification et reconnaissance des polymères
LES POLYMERES
Les thermoplastiques
Les matières thermoplastiques, ou, par abus de
langage les thermoplastiques ont des struc-
tures moléculaire en chaîne, à la différence des
thermodurcissables, en réseau.
L’enchevêtrement des chaînes assure la cohé-
sion du matériau. Les thermoplastiques ont la
particularité de se ramollir sous l’action de la
chaleur et de se figer de nouveau par refroidis-
sement. Ils sont formables à chaud, et une fois
moulés, ils peuvent être chauffés pour une
nouvelle mise en forme. Ceci les rend potentiel-
lement recyclables.
Forte mobilité des chaînes
Faible mobilité
des chaînes
ductilité
fragilité
Températurem
odul
e d’
youn
g CAOUTCHOUTIQUE FLUIDE
RIGIDE
Tg Tf
limite visco-élastique
température de transition vitreuse point de fusion
MODULE D’YOUNG, ou module d’élasticité est
une grandeur qui lie la contrainte (σ) à la
déformation (ε). Un module d’Young très
élevé est dit rigide.
E = σ/ε (en pascal)
EFTE
PC
PE
PVC
PMMA
PP
PS
PTFE
Ethyl Tetra Fluoro Ethylène
Polycarbonate
Polyéthylène
Chlorure de Polyvinyle
Méthacrylate de polyméthyle
Polypropylène
Polystyrène
Polytétrafluoroéthylène
Sigle Nom du polymère
membrane gonflables, transparentes
Verres organiques
Tuyaux, mousses isolantes, joints,
cables
Menuiseries, isolants éléctriques,
membranes d’étanchéité, tuyaux, toiles
Bardages, parois translucides
Moquettes
Tuyaux, profilés, isolants
Membranes gonflables
Tg (°C) Tf (°C)masse
spécifiqueg/cm#
moduled’Young
Gpa
résistanceen traction
Mpa
Allongementà la rupture
%
-
#$%
-##%
&$-'$
##%-#($
%
)%
-#%%
-
-
'$-#*%
#'%
#)%-+*%
#.+-#.'
-
(+&
-
#,+
%,)#–%,).
#,(%-#,$'
#,+
%,)
#,%$
+,+
-
+,*
%,#&-#,%)
+,* - *,#
+,+*-(,+*
#,#*-#,$$
+,(-(,(
-
-
.(-&+
'-(#
*%-$+
*'-&+
(#-*#
(.-$+
-
-
##%-#$%
#%-#+%%
*%-'%
+,%-$,$
#%-.%%
#,+-+,$
-
-
%,+%
-
-
-
-
-
%,+$
Conductivitéthermique
W·m-#·K-#
Procédé de mise en forme
La diversité des polymères se traduit par une diversité de procédés de
mise en forme. Les propriétés différentes des matériaux et la diversité
des résultats escomptés induisent une multitude de méthodes de
mise en œuvre. Commençons par détailler la mise en forme des
thermoplastiques.
L’EXTRUSION | La matière première plastique est introduite dans un
cylindre chauffé et travaillé et poussé par une tige filetée. En bout de
cylindre, le plastique passe par une section profilée qui détermine sa
forme finale. Cette machine permet de former des pièces de grande
longueur à redécouper comme des tuyaux, gouttières, câblages etc.
LES POLYMERES
LE CALADRAGE | Le calandage est un procédé de laminage pour la
production de feuilles ou de plaques. Dans le bâtiment, il sert à fabri-
quer les sols souples ou encore les membranes pour structures
gonflables.
L’ENDUCTION | Le procédé d’enduction consiste à déposer une fine
couche d’une résine polymère sur un support. Il est utilisé notamment
pour la fabrication de textile technique (gans, combinaison), pour
protéger l’acier des bardages, etc.
LE ROTOMOULAGE | Le rotomoulage permet de concevoir des pièces
creuses en une seule pièce. C’est un procédé de moulage dans un
moule creux fermé, par rotation. Ainsi, il est possible d’obtenir des
cuves, des ballons, des réservoirs.
Les méthodes de mise en œuvre des thermodurcissables diffèrent :
stratification, contact et projection, pultrusion sont autant de procédés
que nous ne détaillerons pas dans ce travail de recherche.
L’INJECTION | Le procédé est comparable à celui de l’extrusion, le
plastique est chauffé et poussé dans un cylindre pourvu d’une vis qui
conduit une certaine quantité
de matière dans un moule en
sortie de cylindre. Les pièces
sont ainsi moulées en une
seule opération.
TREMIE >TREMIE >TREMIE >TREMIE > VIS> FILIERE > DECOUPE
TREMIE > VIS> MOULE
, des ballons, des réservoirs. , des ballons, des réservoirs.
CHARGEMENT > ROTATION > REFROIDISSEMENT > DEMOULAGE
HISTOIRE DU RECYCLAGE
A venir : Cette partie retrace l’histoire de la collecte des ordures en France.
Ramassage des ordures / tri / recyclage
année �� : logo du recylage
Avril �� : pour les entreprises : éco emballage
���� : législation européenne
A venirrrr :::: CCette ppaaarrrrttttiiie retra
Raaaammmmaaassageee ddddeeeessss ooorduurreeeesss /
aaaannnnée �� : loooggggoooo ddddu recyyyllllaaaa
Avriiiillll ������ :::: ppppoooouuuurr llleeesss eeennnnttttrrrepr
���� : lllléééégggislattiioooonnnn europé
LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI
La collecte des déchets se fait par différents
moyens : bennes communales, déchèteries,
apport volontaire, collecte traditionnelle. Les
particuliers peuvent participer au tri de ces
déchets afin d’en faciliter le recyclage et dimi-
nuer la part de déchet résiduels. La quantité
de déchet s’élève à ��� kg par an et par
habitant en France (ADEME). La part des
déchets résiduels ne cesse de décroitre,
chaque année, grâce au développement des
systèmes de tri et les campagnes de sensibi-
lisation auprès des usagers.
Les déchets peuvent être séparés grâce à
différents bacs de collectes individuels ou
collectifs : le bac jaune (pour les déchets
papier, carton, plastique « dur »), bac vert
(déchets organiques ou végétaux), le bac
blanc
(pour le verre), et enfin la poubelle classique,
récupérant tout ce qui n’a pu être trié. Certains
déchets comme les pneus, les piles, les
déchets hospitaliers, etc. sont soumis à un
traitement particulier : les filières dédiées.
Les déchets sont acheminés par transports
routier et/ou ferroviaire, soit directement vers
une centrale de traitement, soit en passant par
une installation intermédiaire qui regroupe les
déchets dans un véhicule de plus grande
capacité avant de l’acheminer vers une
centrale de tri.
Le carton-papier
Les déchets sont acheminés vers un centre de
tri afin de séparer l’acier, l’aluminium, le
papier et carton, la brique alimentaire, le plas-
tique opaque et transparent. Les déchets une
fois séparés sont mis en balles puis traités par
des filières spécifiques.
%. Pesée du camion benne �. Réception des
déchets &. Tri automatique. Le courant de
Foucauld permet d’envoyer directement
l’aluminium vers la presse. L’électro aimant
permet de séparer l’acier '. Le tri manuel :
%�% des déchets sont refusés et sont ache-
minés vers un centre de valorisation �. Les
matériaux sont conditionnés en balles
+.Expédition vers une centrale de recyclage
LE RECYCLAGE, AUJOURD’HUI
Les biodéchets
Les biodéchets regroupent les déchets orga-
niques (déchets de cuisine, par exemple) et
les déchets verts (issus du jardin), ils repré-
sentent près de #$% des déchets. Leur
valorisation biologique permet d’une part de
réduire la part résiduelle de déchets, mais
aussi d’éviter des émissions de gaz à effet de
serre dues à leur dégradation naturelle. Leur
valorisation peut se faire par compostage ou
par méthanisation, après qu’ils aient été triés.
Les autres déchets
Schéma du parcours : bac ' / *, tri méca-
nique, etc…
EN CONSTRUCTION
PLASTIQUES (RECYCLES OU NON) ET ARCHITECTURE
Jean Nouvel, Pavillon de la serpentine gallery, Londres, Angleterre
Likearchitects, Bar temporaire, Porto, Portugal
Zaha Hadid, Lilas, Londres, Angleterre
Florian Nagler Architekten, Maison et atelier Lang-Kroll
Christelle Chalumeaux, Extension et réhabilitation d’une maison, Colombes, France
Kengo Kuma & Associates, Parque de Ceramicas Mino, Tajimi, Japon
FAR frohn & rojas - maison wall, Santiago du Chili
DayDreamers, lantern pavillon, Hong-Hong *
Ghigos, Fast Architecture *
Filip Jonker & Michel de Wit, pavillon en plastque, Enschede, Hollande *
Ingrid Vaca Diez, maison, Santa Cruz, Californie *
Peter Lewis, Brique de plastique compréssé *
Pavé Gevalor, Lomé, Togo **
Polli-Brique, paroie alvéolaires, Taipei, Chine **
* recyclage par réusage du plastique
** recyclage par transformation chimique
Jean NouvelPAVILLON DE LA SERPENTINE GALLERYLONDRES, ANGLETERRE
POLYCARBONATE ALVEOLAIRE ROUGE
LikearchitectsBAR TEMPORAIRE PORTO, PORTUGAL
POLYETHYLENE
Zaha HadidLILASLONDRES, ANGLETERRE
PVC ELASTIQUE, PLEXIGLAS
PVC ELASTIQUE
PLEXIGLAS
Florian Nagler Architekten MAISON ET ATELIER LANG-KROLLGLEISSENBERG, ALLEMAGNE
DOUBLE MUR EN POLYCARDONATE TRANSPARENT
Christelle ChalumeauxEXTENSION ET REHABILITATION D’UNE MAISONCOLOMBES, FRANCE
MOUSSE POLYURETHANE
Kengo Kuma & AssociatesMAISON DE THE ORIBE PARQUE DE CERAMICAS MINO, TAJIMI, JAPON
POLYCARBONATE ONDULE
FAR frohn & rojasMAISON WALLSANTIAGO DU CHILI, CHILI
POLYCARBONATE ET TOILE TEXTILE
DayDreamersLANTERN PAVILLON HONG-KONG, CHINE
BOUTEILLES D’EAU RECYCLEES
GhigosFAST ARCHITECTUREMILAN, ITALIE
JERRICANS
Filip Jonker & Michel de WitPAVILLON EN PLASTQUEENSCHEDE, HOLLANDE
BOUTEILLES EN PLASTIQUE COMPRIMEES
Ingrid Vaca DiezMAISONSANTA CRUZ, CALIFORNIE
MUR EN BOUTEILLES PLASTIQUES
Peter LewisBRIQUE DE PLASTIQUEPLASTIQUE «MOUS»
GevalorPAVE
LOME, TOGO
SACS PLASTIQUES
POLLI-BRIQUEPAROIE ALVEOLAIRESTAIPEI, CHINE
THERMOPLASTIQUE RECYCLE
PROBLEMATIQUE
A partir du constat d’un impact environnemental et sanitaire mondial préoccupant et de l’absence de recyclage d’un déchet pourtant abondant, ce travail de
recherche prend le plastique dit mou comme matière première.
Ressource illimitée, le sac plastique de polyéthylène (PEBD et PEHD) est produit chaque jour dans le monde entier. Il est techniquement possible de le différentier
des autres déchets résiduels par tri mécanique (selon la centrale de tri du VALTOM, avril ����). L’entreprise Michelin commence par ailleurs à s’intéresser à
ce déchet, potentiellement valorisable pour son industrie. Depuis quelques années certaines centrales de tri ont expérimenté un tri mécanique du polyéthylène.
COMMENT VALORISER EN ARCHITECTURE UNE MATIERE PLASTIQUE ABONDANTE ET NON-RECYCLEE ?
DECHET ABONDANT
nuisances sanitaires
et environnementales
DECHET COLLECTABLE
potentiellement, par
tri mécanique
DECHET : POTENTIEL
léger, recyclable chimi-
quement, propriétés
thermoplastiques
POLYETHYLENE //
UNE RESSOURCE
REUSAGE
RECYLAGE
réutilisation du déchet comme
matière première à de nouvelles
transformations chimiques
Ce type de transformation réduit les
propriétés du matériaux. De plus, il est
nécessaire de réintroduire dans la filière de
recyclage du polyéthylène de synthèse neuf
afin de réduire la perte des propriétés,
sollicitant l’industrie pétrolière et deman-
dant la production de nouvelle matière.
STRUCTUREL
ISOLANT
Les plastiques «mous» ne
possedent pas de réelles
qualités structurelles
? ASSEMBLAGE
trois méthodes à tester :
> thermocollage des sacs
> empillement par couche
> remplissage aléatoire de
la paroie
? MISE EN OEUVRE
> recherche d’une forme
standardisée
> assurer le maintien
verticale d’une paroie
DIAGNOSTIQUE DU MATERIAUX
Analyse de la matière
RENCONTRE AVEC SANDRINE MARCEAU EN JUILLET
PROTOCOLE EXPERIMENTAL
Il s’agit de créer un panneau d’une épaisseur
variable composée de sacs plastiques issus de la
consommation ou de l’industrie.
Première étape : la collecte
La matière est collectée et stockée pendant
l’année scolaire. Elle provient essentiellement de
la consommation domestique et de déchets de
chantier (solar decathlon).
Deuxième étape : le lavage et le séchage
La matière ayant déjà eu un usage doit être lessi-
vée pour être séparée d’éventuelle reliquat
alimentaire ou gravas de chantier. La matière doit
être sèche avant d’être expérimentée.
L’assemblage
Le but est de trouver une méthode d’assemblage
du panneau satisfaisante au regard des qualités
thermiques requises pour être un isolant et
permettre à celui-ci un maintien en position verti-
cale. Plusieurs panneaux de chaque assemblage
seront réalisés pour permettre une série de
mesures au laboratoire des ponts et chaussées
(notamment la mesure du lambda).
LE SAC PLASTIQUE AU SERVICE DE L’ARCHITECTURE ?
EXPERIENCES
Echantillon !
Les premiers échantillons ont été assemblés par
thermocollage. Les résultats ne paraissent pas
satisfaisants. Les moyens déployés pour le
thermocollage n’étaient pas suffisamment perfor-
mants et l’échantillon obtenu semble dépourvu
d’une quantité d’air suffisante. (images ci-contre)
Echantillon "
Les sacs plastiques sont assemblés par emplile-
ment aléatoire dans un cadre. Ils sont maintenus
de mar et d’autre par un pare-vapeur.
Echantillon #
Les sacs plastiques assemblés par empilement
organisé en couche successives. Les couches
sont maintenues entre deux couches de pare-va-
peur.
Echantillon � : thermocollage
PROTOCOLE EXPERIMENTAL
principe des échantillons
échantillons �
échantillons �
matière plastiquepare-vapeur
EXPERIENCES
Expérience � : Mersure de la conductivité ther-
mique λ
Afin de verifier si les échantillons crées peuvent être isolants,
j’ai voulu mesurer leur conductivité thermique. Cette mesure
se fait grace à une sonde, au laboratoire des Ponts et
Chaussées.
La sonde est placée entre deux échantillons du même maté-
riau. Dans un premier temps, on procède à une stabillisation
de la température de l’échantillon.
courbe obtenue pour l’échantillon � : λ = !,!" W
courbe obtenue pour l’échantillon # : λ = !,!$ W
stabillisation de la température dans l’échantillon �
y = �,����x + ��,!"�R² = �,"���
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temps (s)
courbe obtenue pour l’échantillon � : λ = !,!" W
courbe obtenue pour l’échantillon # : λ = !,!$ W
EXPERIENCES A VENIR
Compostion d’une paroie test
CONCLUSION D’EXPERIENCE
CONCLUSION
CONCLUSION ANNEXES
Compte rendu de la visite de la déchetterie / centre de tri
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