Valorisation hydrothermale du polyéthylène téréphtalate (PET) par liquéfaction et carbonisation : optimisation des conditions opératoires

Résumé

Dans un contexte de l’accumulation de déchets plastiques dans l’environnement, ce mémoire propose une démarche expérimentale intégrée de valorisation par conversion hydrothermale, articulée autour de deux procédés complémentaires : la liquéfaction hydrothermale (HTL) et la carbonisation hydrothermale (HTC). L’objectif est double : (i) induire une dépolymérisation contrôlée du polymère afin de récupérer des monomères valorisables, et (ii) générer un résidu carboné exploitable à des fins énergétiques ou fonctionnelles. La HTL a été conduite à 200 °C durant 5 heures en milieu basique (NaOH 1 M), avec un ratio PET/eau de 1:15, sur plaque chauffante. L’analyse chromatographique (HPLC) de la phase liquide a mis en évidence la formation d’acide téréphtalique (ATP), de bis(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (BHET) et de mono(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (MHET), témoignant d’une rupture partielle des liaisons esters du polymère. En parallèle, la HTC a été réalisée dans un réacteur en téflon hermétiquement fermé, soumis à un chauffage par micro-ondes (1 200 W) à 200 °C pendant 16 minutes. Le résidu solide obtenu (hydrochar) a été caractérisé par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), analyse thermogravimétrique (TGA) et calorimétrie (PCI). Les résultats démontrent que la liquéfaction hydrothermale (HTL) favorise la récupération de composés tels que l’acide téréphtalique (ATP), le bis(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (BHET) et le mono(2-hydroxyéthyl) téréphtalate (MHET), tandis que la carbonisation hydrothermale (HTC) génère un matériau carboné poreux, stable et à haute densité énergétique. L’évaluation de la consommation énergétique confirme par ailleurs l’efficience du chauffage micro-ondes. Ces résultats mettent en évidence le potentiel de la conversion hydrothermale du PET pour la production simultanée d’intermédiaires chimiques réutilisables et de résidus carbonés valorisables, ouvrant la voie à l’optimisation des procédés et à une approche de gestion des plastiques.

Date	7 oct. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Robert Hausler (Directeur(-trice))