Assas Recherche | Approche multi-échelles d’un procédé de recyclage du MDF par voie biologique

Approche multi-échelles d’un procédé de recyclage du MDF par voie biologique (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 30/04/2025 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Troilo Sarah

Troilo, Sarah

Nom

Troilo

Prénom

Sarah

Nationalité

Français

Date de soutenance : 07-12-2023

Directeur(s) de thèse : Brosse Nicolas

Brosse, Nicolas

Nom

Brosse

Prénom

Nicolas

- Besserer Arnaud

Besserer, Arnaud

Nom

Besserer

Prénom

Arnaud

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)

LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)

Nom

LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)

Ecole doctorale : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Nom

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Informations générales

Discipline : Sciences du bois et des fibres
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Déchets bois, Recyclage, MDF, Explosion à la vapeur, Bioremédiation
Mots-clés :

Bois -- Déchets -- Recyclage
Panneaux de fibres - Recyclage
Vapocraquage
Biotechnologie appliquée à l'environnement

Résumé : Depuis plusieurs décennies, les habitudes de consommation des ménages ont fortement évolué, en parallèle de la diminution de la durée de vie du mobilier intérieur. Ces modifications ont entraîné une forte augmentation des déchets d'éléments d'ameublement (DEA). Les DEA sont constitués à plus de 50% de déchets bois et les panneaux de fibres de densité moyenne (MDF, Medium Density Fiberboard) constitue environ 15% des déchets bois. Le MDF contient au moins 5% de résine urée-formaldéhyde (UF) qui est une substance inflammable, toxique, corrosive, dangereuse pour la santé et pose des problèmes à plusieurs niveaux concernant son recyclage. En 2019, la production française de MDF était supérieure à un million de m³ alors que le volume de déchets MDF généré durant les cinq dernières années dans le monde est évalué à 220 millions de m³. Depuis 2002, la production de MDF a été multipliée par sept. Le problème du recyclage du MDF constitue donc un enjeu majeur pour l'industrie de l'ameublement et, plus généralement, pour la filière forêt bois. Cependant, il n'existe aucune filière à l'échelle industrielle de valorisation ou de recyclage du MDF en fin de vie et les panneaux sont en majorité incinérés ou enfouis. L'objectif des travaux de thèse était de développer un traitement intégré des fibres de MDF afin de les rendre recyclables en vue d'une future valorisation. Ce traitement devait être aussi neutre que possible pour l'environnement. Les déchets MDF ont été traités par un processus d'explosion à la vapeur dont les enjeux sont doubles : fragmenter les déchets MDF afin de séparer les fibres des unes des autres et épurer la résine UF des fibres par hydrolyse. L'efficacité du traitement a été déterminée par plusieurs outils de contrôle, notamment par la spectroscopie proche infrarouge qui a été utilisée pour valider la diminution de la résine sur les fibres après traitement. La quantification in situ de la résine UF sur les fibres de MDF a été effectuée par le couplage de la microscopie corrélative et de microanalyses par spectrométrie à dispersion de longueur d'onde. Les fibres de MDF dépolluées grâce au traitement par explosion à la vapeur ont été intégrées dans la fabrication du panneau de particules avec pour objectif le maintien des propriétés mécaniques. L'incorporation des fibres a été validée dans la couche intérieure à hauteur de 5% de fibres en masse du panneau. Pour être mélangées aux couches supérieures, les fibres doivent être individualisées par un flux d'air et tamisées afin de garder seulement les fibres longues dont la granulométrie est proche des copeaux des couches supérieures. Dans ce cas, 5% des copeaux des couches supérieures peuvent être remplacés par des fibres. La résine UF présente sur les fibres est hydrolysée lors du traitement par explosion à la vapeur et se retrouve dans les effluents liquides du procédé qui contiennent des polluants, notamment du formaldéhyde. L'optimisation des conditions de culture d'un isolat T. atroviride SE a permis de développer un procédé de bioremédiation des effluents en cohérence avec les concentrations réellement rencontrées lors du traitement des déchets MDF. L'ensemble du procédé a un potentiel de transfert à l'échelle industrielle élevé.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023LORR0223
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive