Faisabilité du recyclage en boucle fermée des déchets post-consommateurs en bois massif

par François Privat

Thèse de doctorat en Procédés de fabrication, optimisation de process et de produits

Sous la direction de Mark Irle.

Soutenue le 29-10-2019

à l'Ecole centrale de Nantes , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Nantes) , en partenariat avec Laboratoire Innovation Matériau Bois Habitat Apprentissage (LIMBHA) (laboratoire) .

Le président du jury était Florent Eyma.

Le jury était composé de Mark Irle, Florent Eyma, Robert Le Roy, Yann Rogaume, Marie Bonnin, Sébastien Comas-Cardona, Christophe Belloncle, Gérard Deroubaix.

Les rapporteurs étaient Robert Le Roy, Yann Rogaume.


  • Résumé

    La filière forêt-bois intègre de plus en plus les enjeux de circularité (ressources, économie, environnement), et la hiérarchie européenne des modes de traitement des déchets impose d’investiguer des voies de valorisation complémentaires pour les déchets post-consommateurs. Ces travaux évaluent la faisabilité technico-économique et environnementale du recyclage en boucle fermée des déchets en bois massif. La caractérisation des déchets faiblement adjuvantés sur plateformes de tri-broyage a conduit à cibler la fabrication de carrelets lamellés-collés de menuiserie. Un procédé industriel d’homogénéisation-conformation des propriétés a été développé et éprouvé, comprenant purge des métaux, décontamination et délignage en lamelles, purge des défauts, aboutage et contre-collage des lamelles en carrelets.Un surfaçage sur 2 mm s’est révélé efficace pour obtenir des contaminations inférieures aux seuils appliqués par le secteur des panneaux de particules. Le rendement matière du délignage a été optimisé à l’aide d’un modèle numérique d’usinage puis validé et complété par expérimentation à l’échelle pilote de l’ensemble du procédé (30 % pour des carrelets de classe d’aspect J30 issus de lamelles 20 mm x 60 mm). Des essais mécaniques ont montré des propriétés similaires aux valeurs de référence (aucune influence du vieillissement n’a pu être dégagée), et équivalentes pour les carrelets aux classes mécaniques C30 ou GL24h. Une analyse du cycle de vie a montré que ce procédé est environnementalement favorable vis-à-vis de l’enfouissement du recyclage en panneaux, et à moyen terme de la valorisation énergie et qu’il peut être aussi rentable économiquement qu’une valorisation énergie.

  • Titre traduit

    The feasibility of post-consumer solid wood waste closed-loop recycling


  • Résumé

    The forestry-wood sector is increasingly integrating the issues of circularity (resources, economy, environment), and the European hierarchy of waste treatment methods requires that complementary recovery routes for post-consumer waste are investigated. This work evaluates the technical, economic and environmental feasibility of closed-loop recycling of solid wood waste. The characterization of Class B wood waste (not pressure-treated) obtained from recycling centres indicates the potential of manufacturing glued laminated joinery planks. An industrial process for homogenizing the properties has been developed and tested, which includes: purging of metals, decontamination and cutting to lamellae, purging of defects, finger-jointing and laminating the slats to make laminated products. It is demonstrated that removing 2 mm from the surface permits the production of lamellae that have contamination levels lower than the limits used by the particleboard sector. The material yield of lamellae was optimized using a numerical model, then validated and completed by experimentation on the whole process at the pilot scale (a 30 % yield is obtained for products matching class J30 made of 20 mm × 60 mm lamellae). Mechanical tests showed properties similar to the reference values for classes C30 or GL24h and no influence of aging was observed. A life-cycle analysis has shown that this process is environmentally favourable with respect to landfilling, panel recycling, and medium-term energy recovery, and that it can be as economically favourable as energy generation.


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