Valorisation énergétique des déchets poudreux de peinture et de plastique

Peindre des pièces automobiles nécessite beaucoup de peinture, et génère également une importante quantité de déchets ; car seule une fraction de cette peinture se retrouve effectivement sur la carrosserie du véhicule, le reste étant évacué par un système d’aspiration. Le recyclage de cette peinture résiduelle a ses limites : si trop de peinture recyclée est réincorporée dans une peinture neuve, la qualité du résultat s’en trouve affectée. Les entreprises éliminent donc la majorité de la peinture excédentaire – un procédé coûteux. De même, les procédés de broyage génèrent beaucoup de déchets, pour lesquels les entreprises concernées doivent débourser des sommes considérables. En un mot, qu’il s’agisse de peinture en poudre ou de poussière de ponçage, les déchets sont coûteux à éliminer. A l’avenir, les entreprises pourront économiser ces coûts, tout en réduisant les dépenses de chauffage (chauffage de locaux, séchoirs et autres procédés à haute température), et ce grâce à un incinérateur de déchets poudreux.

Ces économies sont rendues possibles grâce à une installation développée par des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de production et d’automatisation (IFF) de Magdebourg (Saxe-Anhalt) en collaboration avec un partenaire industriel. « Grâce à notre système, il est possible de valoriser sous forme de chaleur tous déchets industriels combustibles sous forme de poudre, qu’il s’agisse de composants de peinture, de poudre plastique ou de bois », explique Marcus Kögler, responsable du projet à l’IFF. « Le potentiel d’économies est important : 25 pour cent du gaz naturel couramment utilisé pour le chauffage d’un site classique peut être économisé, ainsi que 100 pour cent du coût d’élimination des déchets. Pour des capacités plus importantes, l’installation peut même produire de l’électricité qui peut être injectée dans le réseau. »

L’installation est constituée de trois unités de base : le brûleur à charbon pulvérisé, le système de production d’eau chaude et le système de filtration. Les déchets en poudre sont débités par énergie pneumatique [1] dans le brûleur, dans lequel ils sont soumis à un tourbillon, puis sont mis au contact de l’air et incinérés. La chaleur dégagée est emmagasinée par de l’eau en circulation, ce qui alimente les locaux ou les séchoirs. Les gaz d’échappement produits lors de la combustion sont extraits et purifiés par un système de filtration. Le brûleur à charbon est environ 50 fois plus petit que dans les modèles classiques, de sorte qu’il n’utilise qu’environ deux pour cent de la puissance usuelle ; ce qui est intéressant pour de petits volumes de déchets, spécifiques aux petites et moyennes entreprises.

« Afin de calculer la distribution de la température et les voies d’écoulement dans ce petit brûleur, nous avons d’abord réalisé des simulations MFN (mécanique des fluides numérique, CFD en anglais) », explique Kögler. Ces simulations ont permis de répondre à de nombreuses questions et ont donc contribué à développer le brûleur. Par la suite, les chercheurs ont poursuivi expérimentalement l’optimisation des réglages et paramètres de l’appareil.

Une usine pilote est actuellement en fonctionnement chez l’entreprise MBG Metallbeschichtung Gerstungen GmbH, qui peut ainsi diminuer sa consommation en gaz naturel de 25 pour cent. La société est titulaire d’un brevet de procédé pour la valorisation thermique de poudres résiduelles issues de revêtements, émis dans le cadre de ce projet. Les chercheurs de l’IFF ont adapté l’usine pilote spécifiquement pour les besoins de l’entreprise. Selon la poudre produite dans l’entreprise considérée, les chercheurs doivent adapter les exigences de chaque nouvelle installation. Ils doivent donc dimensionner le foyer du brûleur à charbon pour chaque taille de particule, et concevoir le système de filtration de telle sorte que les gaz résiduaires correspondants puissent être évacués de l’air de façon optimale.

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[1] L’énergie pneumatique est l’énergie emmagasinée dans un gaz comprimé.

Pour en savoir plus, contacts :

Dipl.-Ing. Marcus Kögler, responsable du projet – Institut Fraunhofer de production et d’automatisation (IFF) – tél. : +49 391 4090-356 – email : marcus.koegler@iff.fraunhofer.de

Sources :

« Heizen mit Abfällen aus Lack und Kunststoff », communiqué de presse de la Société Fraunhofer – 01/03/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/3Qc1T

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/