RHEPLACE – Solutionner les variations de viscosité des MPR

Extrusion, Matériaux

Publié le : 20/02/2025 par Lucille Mazzoleni

Grâce à différents travaux de recherche menés par IPC, la processabilité des matières plastiques recyclées fait l’objet d’avancées remarquables notamment grâce aux nouvelles technologies. IPC fait le point sur le projet RHEPLACE avec Marwa KHEMAKHEM.

Le recyclage des matières plastiques comprend généralement des processus de tri, de lavage et de granulation. Malgré le développement considérable des technologies de tri des déchets plastiques, les propriétés et la qualité des polymères recyclés sont souvent inférieures à celles des matériaux vierges.

Quels sont les principaux problèmes rencontrés dans les procédés d’extrusion en matière de plastiques recyclés ?

Pour les plastiques recyclés, les principaux problèmes dans les procédés d’extrusion sont les variations de la viscosité ou de l’indice de fluidité à chaud (MFI) de la matière première recyclée.

Ces variations entre les lots de matière recyclée sont plus importantes que pour les matières vierges, en raison des différences de propriétés physiques propres aux gisements de déchets plastiques utilisés.

Comment ces variations de viscosité des MPR affectent elles la qualité du produit final ?

Dans les procédés d’extrusion utilisant des plastiques recyclés, les principaux problèmes résident dans les variations de la viscosité ou de l’indice de fluidité à chaud (MFI) de la matière première. Ces variations sont plus importantes entre les lots de matière recyclée qu’entre ceux de matière vierge, en raison des différences de propriétés physiques propres aux gisements de déchets plastiques utilisés. Cette instabilité pose aux transformateurs de matière plastique des difficultés pour obtenir des produits de bonne qualité. 

Quels sont les problèmes économiques et opérationnels de ces variations de viscosité des MPR?

Contrairement à la matière vierge, qui présente un comportement d’écoulement relativement stable, la matière recyclée manifeste des instabilités significatives, perturbant le procédé d’extrusion. Cela nécessite l’intervention régulière d’un opérateur pour ajuster les paramètres de la machine, ce qui entraîne des temps d’arrêt de la production et une perte conséquente de matière sous forme de déchets de production. Ces perturbations peuvent avoir des impacts économiques négatifs, notamment une augmentation des coûts de production et une baisse de la rentabilité, ainsi qu’une variabilité de la qualité du produit final.

Comment la solution RHEPLACE peut-elle résoudre ces problèmes ?

Pour l’ensemble de ces raisons, la solution RHEPLACE a été développée afin de mettre en place un nouveau système basé sur une boucle de contrôle capable de maintenir automatiquement constante la viscosité à l’état fondu des mélanges de polymères vierges/recyclés durant l’extrusion, et ce, quelles que soient les variations de l’indice de fluidité (MFI) entre les différents lots de matières premières recyclées.

Comment la solution RHEPLACE peut-elle résoudre ces problèmes ?

Pour toutes ces raisons, la solution RHEPLACE a été développée afin de mettre en place un nouveau système basé sur une boucle de contrôle capable de maintenir automatiquement constante la viscosité à l’état fondu des mélanges de polymères vierges/recyclés durant l’extrusion, et ce, quelles que soient les variations de l’indice de fluidité (MFI) entre les différents lots de matières premières recyclées.

Quels sont les avantages de cette boucle de contrôle pour le processus de fabrication ?

L’objectif de cette boucle de contrôle est de corriger les fluctuations de fluidité en s’appuyant sur un processus complet piloté par des éléments de traitement de données. À cette fin, les données de fluidité sont mesurées en temps réel par un rhéomètre en ligne couplé à la tête de l’extrudeuse. Ces valeurs sont collectées instantanément par SynQBox développée par IPC. En se basant sur la valeur cible de l’indice de fluidité (MFI) définie par l’utilisateur, le modèle de contrôle intégré dans la Box effectue des actions correctives et envoie de nouvelles consignes au système de dosage des matières recyclées et vierges. L’objectif ultime de RHEPLACE est donc d’optimiser le taux de matière recyclée intégré dans les compounds plastiques afin d’améliorer les propriétés finales du produit fini.

Grâce à cette boucle de contrôle, l’écoulement des matières est maintenu de manière constante pendant tout le processus d’extrusion. Cela permet de réduire les risques de défauts, de limiter la production de déchets et, au final, d’améliorer l’efficacité ainsi que la qualité du processus de fabrication.