Vers le recyclage efficace des plastiques en utilisant la technologie térahertz

Résumé

Ces dernières années, la consommation mondiale en plastique a atteint des niveaux sans précédent, ce qui a entrainé une augmentation importante des déchets plastiques et des défis environnementaux qui y sont associés.

Parmi les obstacles au recyclage, le tri des plastiques noirs représente un problème bien particulier. Tandis que la plupart des plastiques colorés ou non se trient plus aisément à l’aide de technologies dans le proche infrarouge, les plastiques noirs sont plus difficiles à distinguer, principalement en raison du noir de carbone utilisé dans leur pigmentation. Ce pigment absorbe fortement la lumière, ce qui entraine une faible réflectance et un spectre plat, rendant l’identification du polymère impossible.

Dans ce contexte, la spectroscopie térahertz apparait comme une approche prometteuse à l’amélioration de la caractérisation et, donc du tri des plastiques noirs. Grâce aux propriétés de la lumière térahertz, il devient possible d’obtenir des informations spectrales sur le matériau malgré la présence de pigments noirs. Ce qui permet une identification plus précise et une caractérisation tenant compte de la pigmentation, essentielle à une intégration simple et économique dans les procédés industriels.

Figure 1. De l’idée aux résultats : aperçu de notre démarche expérimentale

Les résultats obtenus sur du High-Density Polyethylene (HDPE) montrent que la réponse térahertz varie en fonction de la concentration de noir de carbone dans le matériau comme présenté à la Figure 2(a), où une diminution de la transmission a été observé lorsque la concentration en pigment augmente. De plus, la Figure 2(b) montre qu’à 0,803 THz, les valeurs de transmission extraites évoluent de manière linéaire en fonction de la concentration de noir de carbone.

Figure 2 (a) Mesures THz-TDS du HDPE pour différentes concentrations de noir de carbone. (b) Estimation du noir de carbone par tendance linéaire à un seul paramètre.

Ces résultats démontrent la possibilité d’estimer la teneur en noir de carbone à l’aide d’une mesure basée sur une fréquence unique, facilitant l’intégration de cette technologie dans les procédés industriels de tri. À terme, cette approche pourrait améliorer la récupération des plastiques noirs, réduire la quantité de matière envoyée à l’enfouissement et augmenter la valeur des matières recyclées.