Soutenance de Nathan Sylvestre

Nathan Sylvestre soutient sa thèse de doctorat en Mécanique Numérique et Matériaux le 4 avril 2024.

Effets de recyclages mécaniques multiples sur la soufflabilité du PET

Nathan Sylvestre a réalisé sa thèse sous la direction de Jean-Luc Bouvard et de Christelle Combeaud. Il soutient sa thèse de doctorat en spécialité doctorale “Mécanique Numérique et Matériaux” le 4 avril 2024 devant le jury suivant :

• Mme Anne-Sophie CARO, IMT Mines Alès, Rapporteur
• M. Grégory STOCLET, Université de Lille, Rapporteur
• M. Marc PONCOT, Ecole des Mines de Nancy, Examinateur
• M. Yann MARCO, ENSTA Bretagne, Examinateur
• M. Jean-Luc BOUVARD, Mines Paris – PSL – Cemef, Examinateur
• Mme Christelle COMBEAUD, Mines Paris – PSL – Cemef, Examinateur

Résumé :

La fabrication de bouteilles plastiques en PET recyclé (RPET) s’inscrit dans une démarche de réduction des déchets et de préservation des ressources fossiles. Dans la pratique, les fabricants constatent des taux de rebuts supérieurs lors de la mise en forme par soufflage-étirage des bouteilles RPET : blanchiment lié à une cristallisation thermique ou à un sur-étirage, tenue mécanique insatisfaisante ou, dans les cas les plus extrêmes, explosion de la bouteille lors du soufflage. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à mieux comprendre les variations de comportement induites par le recyclage mécanique. A cette fin, un PET vierge et différents grades recyclés mécaniquement ont été caractérisés en conditions statiques et dynamiques. En statique, des analyses DSC ont révélé une plus grande tendance des RPET à la cristallisation thermique. En dynamique, lors d’essais de traction et de soufflage-étirage libre (sans le moule), les RPET présentent une plus faible limite d’étirabilité liée à un durcissement structural pour un taux d’étirage inférieur. Sur une ligne de soufflage industrielle, la consigne de température de la préforme doit être supérieure pour les RPET, afin d’augmenter leur limite d’étirabilité au même niveau que le PET vierge et ainsi obtenir des bouteilles équivalentes. Cependant, un chauffage trop important entraîne la cristallisation thermique de la préforme et son opacification. Les paramètres de soufflage-étirage des RPET doivent donc être ajustés finement, en prenant en compte leur comportement singulier par rapport au PET vierge, afin d’obtenir une bouteille conforme au cahier des charges.

Soufflage-étirage libre (sans le moule) d’une préforme en PET recyclé, et du champs de déformation transverse déterminé par corrélation d’images

Mots-clés : PET, recyclage mécanique, étirage uni-axial, soufflage-étirage libre, équivalence temps-température, cristallisation