Barres en Plastique Recyclé, Forgées par le Soleil

Résumé

Cette expérience démontre qu'il est possible, avec des moyens simples et accessibles, de produire une barre de plastique recyclé à section rectangulaire en utilisant exclusivement l'énergie solaire pour la fusion et une presse hydraulique manuelle de 2 tonnes pour le moulage. L'objectif est de valoriser les déchets plastiques en éléments structuraux pour du mobilier, favorisant une approche décentralisée, low-tech et écologique.
Cette méthode s'appuie sur une presse déjà construite et testée pour la production de plaques planes, prouvant l'extension à des formes plus complexes comme des barres pour pieds de tabouret, de chaise ou autres fonctionnalités mobilières.

Introduction

Le recyclage artisanal du plastique permet de transformer des déchets omniprésents en matériaux utiles, sans recourir à des équipements industriels énergivores. Dans la continuité d'une expérience précédente démontrant la fabrication de plaques planes à partir de plastique fondu pressé sous 2 tonnes, cette nouvelle expérimentation vise à explorer la production de barres à section rectangulaire. En utilisant un concentrateur solaire thermique comme unique source de chaleur, nous testons une méthode durable pour créer des profils linéaires qui pourraient servir de base brute pour du mobilier simple, comme des pieds de meubles. Cette approche low-tech renforce l'autonomie locale et la réduction des déchets plastiques, en s'inspirant de principes open-source pour une réplication facile.

Matériel et Méthodologie

Objectif précis

Démontrer qu'il est possible de produire une barre de plastique recyclé de dimensions 2 x 4 x 40 cm, en fusionnant de l'HDPE dans un moule rectangulaire via énergie solaire, puis en pressant et en refroidissant le matériau dans une presse hydraulique de 2 tonnes. Cette expérience étend les capacités de la presse existante à des formes structurées, en visant une densité homogène et une solidité basique pour des applications mobilières.

Matériel utilisé

Presse hydraulique de 2 tonnes (construite précédemment, avec cadre métallique et cric bouteille, dimensions 40 x 40 cm).

article : https://hub.antenna.ch/node/170
Concentrateur solaire thermique (four solaire pour la fusion du plastique).

article : https://hub.antenna.ch/node/114
Moule à section rectangulaire : cadre en métal ou en bois résistant à la chaleur, dimensions internes 2 x 4 x 40 cm, avec un piston adapté pour le pressage.
Le moule a été fabriqué manuellement à partir de chutes métalliques d'un profilé U.
Déchets plastiques : bouchons de bouteilles en HDPE.
Outils auxiliaires : gants de protection thermique, papier sulfurisé ou lubrifiant pour faciliter le démoulage.
Équipements de mesure : thermomètres avec sondes type K pour vérifier la température de fusion (200°C).
Mètre ruban pour les dimensions de découpe et vérifications finales.

Étapes de l’expérience

Préparation du matériel : Rassembler la presse hydraulique, le four solaire, le moule rectangulaire et les bouchons HDPE. Ajuster l'ouverture de la presse pour accommoder la hauteur du moule pour assurer une pression uniforme sur toute la surface supérieure du plastique dans le moule. Cela inclut la positionnement d'une pièce dédiée qui agit comme un piston interne, distribuant la force sur la longueur entière de 40 cm et évitant les points de pression localisés qui pourraient déformer le plastique.
Remplissage du moule : Introduire les bouchons HDPE dans le moule rectangulaire jusqu'à remplir environ 80-90% du volume, en tenant compte du tassement lors de la fusion.
Fusion solaire : Placer le moule chargé dans le concentrateur solaire thermique. Chauffer jusqu'à atteindre la température de fusion du HDPE (200°C, vérifiable par thermomètre). Surveiller le tassement du plastique et ajouter des bouchons supplémentaires si nécessaire pour combler les vides.
Extraction du moule fondu : Une fois le plastique complètement fondu dans le moule, retirer délicatement le moule du four solaire à l'aide de pinces et gants. Le matériau doit être fluide et homogène.
Positionnement dans la presse : Placer le moule chaud sur la base de la presse hydraulique, en alignant les structures de support et le piston avec la section rectangulaire du moule. Utiliser une plaque de distribution pour appliquer la force sur toute la longueur de 40 cm, garantissant une pression uniforme.
Pressage et refroidissement : Actionner la presse pour appliquer une force de 2 tonnes, en observant l'enfoncement progressif de la partie supérieure positionnée sur le moule, qui agit comme un piston pour compacter le plastique fondu et le forcer dans la forme rectangulaire exacte. Cette étape assure une densité homogène en chassant l'air et les bulles résiduelles. Maintenir la pression pendant 5-10 minutes, puis laisser refroidir naturellement sans retirer de la presse pour éviter les déformations dues à la contraction thermique.
Démoulage : Une fois refroidi, relâcher la pression, ouvrir le moule et extraire la barre. Lisser les bords si nécessaire avec un outil manuel.

Résultats

Le produit final est une barre solide de 2 x 4 x 40 cm, présentant une section rectangulaire homogène et multicolore due à la variété des bouchons HDPE utilisés. La densité est élevée grâce au pressage, rendant la barre résistante et adaptée comme pièce brute pour un pied de tabouret, de chaise ou d'autres éléments mobiliers.
Aucune fissure n'a été observée, et la surface est relativement lisse, bien que des motifs colorés irréguliers ajoutent un aspect esthétique artisanal.

barre en plastique recyclé

Cette expérience confirme la faisabilité en une session d'environ 1-2 heures, avec un rendement d'une barre par cycle, scalable avec plus de moules et fours solaires plus longs.

Discussion

Interprétation des résultats

L'expérience valide l'utilisation exclusive de l'énergie solaire pour la fusion, couplée à une presse low-tech, pour produire des profils structurés à partir de déchets plastiques. La barre obtenue démontre une bonne densité, avec une solidité mécanique basique suffisante pour des applications non critiques, étendant ainsi les possibilités du recyclage artisanal au-delà des formes planes.

La longueur maximale réalisable par ce système demande des moyens matériels et de la recherche. Il est envisageable de faire des bancs publics, déjà faits majoritairement de barres.

Limites de l’expérience

La qualité finale dépend fortement de la qualité et du tri des résidus plastiques ; des impuretés pourraient causer des faiblesses.

La presse de 2 tonnes limite les volumes à des barres d'une valeur maximale à valider par la recherche ; des tests de charge n'ont pas été effectués.

Le processus nécessite une manipulation prudente du chaud, et la précision dimensionnelle peut varier selon la rigueur et la dextérité de l’artisan.

Conseils

Toujours utiliser des équipements de protection (gants, lunettes) lors de la fusion et du pressage.

Tester la température avec précision pour éviter la surchauffe du HDPE. Pour des productions en série, envisager des concentrateurs et moules multiples.

Consulter un expert en matériaux pour des applications structurelles avancées ou en contact alimentaire.

Conclusion

Cette expérience a prouvé qu'il est techniquement viable de fabriquer une barre de plastique recyclé à section rectangulaire en utilisant uniquement l'énergie solaire et une presse hydraulique simplifiée, transformant des déchets en ressources pour du mobilier durable.

Applications

Mobilier basique : Utilisation comme pieds pour tabourets, chaises ou tables, assemblés avec d'autres pièces recyclées.
Éléments structuraux : Extension à des longerons pour étagères ou cadres, en combinant plusieurs barres.
Promotion écologique : Méthode idéale pour des ateliers communautaires, ateliers makerspaces ou initiatives de zéro déchet, favorisant l'économie circulaire et l'autonomie énergétique.