Composants de lave-vaisselle fabriqués à partir de plastique recyclé

Composants de lave-vaisselle fabriqués à partir de plastique recyclé

Fond de boîtier de lave-vaisselle. Crédit : Fraunhofer LBF/Ursula Raapke

Les bouteilles de détergent sont souvent fabriquées à partir de plastique recyclé ; cependant, en ce qui concerne les applications à plus forte valeur ajoutée, ces recyclats doivent encore être déployés à grande échelle. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour la durabilité structurelle et la fiabilité du système LBF, en collaboration avec des entreprises partenaires, ont démontré que le plastique recyclé fonctionne de la même manière que le plastique vierge, mais c’est également un matériau approprié pour les fonds de lave-vaisselle.

Le recyclage du plastique joue un rôle clé dans la protection du climat et de l’environnement. Alors qu’une partie des emballages est souvent fabriquée à partir de plastique recyclé, les experts et les entreprises hésitent encore à faire de même avec des produits haut de gamme. En fin de compte, les variations de lots de ce qui était auparavant des déchets signifient que des propriétés telles que la résistance, l’odeur et l’apparence diffèrent des propriétés du plastique nouvellement fabriqué. Cependant, si le recyclat est traité efficacement, ses propriétés peuvent être adaptées pour correspondre à celles du plastique vierge. « Il y a toujours un manque de confiance dans les matériaux recyclés », déclare Dominik Spancken, scientifique à Fraunhofer LBF à Darmstadt.

Les chercheurs de Fraunhofer veulent changer le statu quo et montrer qu’on peut faire confiance aux matériaux recyclés. « Nous avons donc collaboré avec Bosch GmbH et Bosch-Siemens-Hausgeräte GmbH (BSH) pour étudier ce que le plastique recyclé peut réellement réaliser », explique Spancken. À cette fin, Bosch a d’abord optimisé le recyclage du boîtier des batteries de démarrage automobile. Des additifs ont été utilisés, par exemple, pour augmenter la résistance et améliorer les propriétés visuelles. Ensuite, il s’agissait d’identifier si le matériau optimisé serait adapté à la fabrication de fonds de caisses de lave-vaisselle. Ce composant, pesant environ deux kilogrammes, forme la structure de base d’un lave-vaisselle, retenant les parois latérales et logeant les composants auxiliaires tels que la pompe, les capteurs d’état et le réservoir de sel. Si ces fonds de caisse pouvaient être produits à partir de recyclat, cela contribuerait de manière significative à rendre les appareils électroménagers plus durables : sur la base d’un chiffre de production de trois millions de lave-vaisselle par an, l’utilisation du recyclat (et donc moins de ressources) permettrait d’économiser environ 2500 tonnes de pétrole brut chaque année, soit l’équivalent de la quantité de pétrole transportée sur une barge de 110 mètres de long.

Que peut apporter le matériau recyclé ?

« Chez Fraunhofer LBF, nous avons d’abord étudié comment le recyclat optimisé se comportait sous des contraintes mécaniques », explique Spancken. Les chercheurs ont donc produit un échantillon d’essai et l’ont soumis à une force définie environ 100 000 fois, dans un processus automatisé, bien sûr. Ce nombre reflète l’utilisation typique et la plage de charge pour les gros électroménagers. Cela définit la limite de la contrainte que le matériau doit être capable de supporter sans être endommagé. Conformément à ces spécifications, les experts de Fraunhofer LBF, Bosch et BSH ont établi des paramètres pour la conception.

En ce qui concerne les 100 000 cycles, ce chiffre est principalement basé sur une épingle de l’épaisseur d’un doigt sur le fond du boîtier du lave-vaisselle. Celui-ci est soumis à des contraintes mécaniques chaque fois que la porte du lave-vaisselle est ouverte et fermée, et représente la zone soumise à la plus grande charge sur le fond du boîtier du lave-vaisselle. Si l’on suppose que la porte du lave-vaisselle est ouverte 15 fois par jour et que l’appareil a une durée de vie d’environ 18 ans, la porte sera ouverte environ 100 000 fois pendant toute la durée de vie du lave-vaisselle. Une épingle en recyclat peut-elle résister à cela ? « Bien que le recyclat soit moins résistant – 15 % plus faible – il a des propriétés de rigidité similaires à celles du plastique vierge. Plus important encore, les deux matériaux se comportent exactement de la même manière en termes de déformabilité du plastique. En résumé, il est juste de dire que le recyclat peut supporter les mêmes contraintes que le matériau vierge », explique Spancken.

Composants de lave-vaisselle fabriqués à partir de plastique recyclé

Granulés de plastique à partir de plastique recyclé. Crédit : Fraunhofer LBF/Ursula Raapke

Quelle est la robustesse du composant fabriqué à partir de recyclat ?

Pour confirmer ce résultat, les chercheurs ont également effectué des tests sur le composant lui-même, en plus des tests de matériaux purs. « Nous avons calculé les caractéristiques des matériaux à partir des tests de matériaux. À l’aide de ces valeurs caractéristiques, nous avons ensuite développé une méthodologie d’évaluation pour vérifier si la tige est durable », explique le scientifique.

En d’autres termes : l’équipe de recherche a serré les broches des fonds de boîtier en matériau vierge dans un banc d’essai et appliqué des charges pour simuler celles résultant de l’utilisation du lave-vaisselle, en particulier lorsque la porte de la machine est ouverte et fermée. Étant donné que le chauffage par le sol et la chaleur rayonnante du lave-vaisselle pouvaient chauffer la broche jusqu’à 50 degrés, Spancken et l’équipe ont ajusté sa température à 50 degrés pour refléter cela. Quelle force a été nécessaire pour casser la goupille ? À quelle fréquence pourrait-il résister au processus d’ouverture ? À l’aide des données expérimentales, les chercheurs ont créé une méthodologie de calcul et de conception validée, puis ont « alimenté » cette méthodologie avec les caractéristiques des matériaux de recyclat.

« Nous avons pu extrapoler le comportement d’une broche en recyclat à l’aide des tests sur le matériau vierge et de la méthodologie de calcul », explique Spancken. Le résultat est encourageant : les valeurs de résilience enregistrées pour les épingles en recyclat ne diffèrent que très peu de celles en matière vierge. L’étude de faisabilité permet de conclure qu’un fond de boîtier de lave-vaisselle fabriqué à partir de matériaux recyclés est effectivement possible et que le remplacement du plastique vierge par des matériaux recyclés contribuerait de manière significative à un appareil complet durable.


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Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft

Citation: Composants de lave-vaisselle fabriqués à partir de plastique recyclé (2022, 3 janvier) récupérés le 3 janvier 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-01-dishwasher-components-recycled-plastic.html

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