Recyclage de déchets polymères issus d’impression 3D pour leur réutilisation en impression 3D

Un laboratoire reconnu en textile et science des fibres Le Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles (LPMT) est une unité de recherche de l’Université de Haute-Alsace (UHA), UR 4365. Il est l’un des rares laboratoires de recherche français en textile et science des fibres. Il est spécialisé dans la conception de matériaux fibreux, le développement de méthodes de caractérisation et d'obtention de structures fibreuses, de l’échelle nanométrique à l’échelle macroscopique. À chaque échelle, sont étudiées des ensembles mono, bi et tridimensionnels en faisant le lien entre le procédé, la structure et les propriétés.

Contexte :

L’utilisation de l’impression 3D par dépôt de fil fondu (FDM) s’est considérablement développée ces dernières années. Bien que cette technologie fonctionne par ajout de matière, elle génère une quantité non négligeable de déchets (supports d’impression, fin de bobine…). Le recyclage de ces chutes en vue de refabriquer un filament d’impression 3D constitue une manière intéressante de valorisation.

Cependant, un recyclage thermo-mécanique classique conduit généralement à une dégradation du polymère, entraînant un affaiblissement de ses propriétés d’usage et de mise en œuvre. Pour y remédier plusieurs pistes peuvent être envisagées : recours à une autre technologie de recyclage (chimique par exemple) ou bien l’utilisation de charges renforçantes.

Dans une démarche de développement durable et d’économie circulaire, les laboratoires LPMT et LPIM souhaitent développer un procédé permettant de fabriquer des filaments pour impression 3D à partir de déchets polymères issus de l’impression 3D. Le projet ciblera plus particulièrement le PLA, un polymère biosourcé largement utilisé en fabrication additive, avec pour objectif de favoriser sa réutilisation et de limiter la production de déchets.

Objectifs :

• Réaliser une recherche bibliographique approfondie sur le recyclage thermomécanique du PLA, afin d’identifier les principaux verrous et limites de cette approche. Cette étude permettra également d’identifier les paramètres susceptibles d’influencer les propriétés du matériau et de définir les premières conditions expérimentales nécessaires à sa mise en œuvre.
• Mener une recherche bibliographique sur les autres techniques de recyclage. L’objectif est de comparer les différentes voies existantes et d’évaluer la pertinence du recours à un recyclage chimique ;
• Elaborer des fils de PLA recyclés sur les équipements disponibles au LPMT et comparer les comportements thermique et mécanique du PLA vierge et du PLA recyclé par voie fondue, dans diverses configurations, afin d’optimiser les conditions opératoires de mise en œuvre ;

De niveau Master 2 (Université/École d’ingénieurs), ayant suivi une formation dans le domaine de la mécanique ou des matériaux, avec de solides connaissances en mise en œuvre des matériaux polymères par voie fondue (compétences en manipulation d’imprimantes 3D souhaitées). Le (la) candidat (e) devra être motivé(e), sérieux(se) et organisé(e).