L'objectif de ce travail est de valoriser des déchets de pneus usagés par pyrolyse afin d'obtenir un nouveau carburant comparable avec le gazole suivant la norme EN590. L'obtention de ce carburant était réalisée via l'optimisation des conditions de pyrolyse qui sont la température, la vitesse de chauffage (puissance de la résistance électrique) et du débit d'azote. Le rôle de l'azote est limité à purger le réacteur avant le début de la pyrolyse pour 30 minutes système. Le carburant produit est comparable au gazole avec un pouvoir calorifique de 45 MJ/kg, une densité de 0,85 et une teneur en goudron 7%. / The objective of this work is to get alternative fuel comparable with the available diesel in the market following the EN590. The fuel getting was via optimization of pyrolysis conditions which are temperature, heating rate (power of electrical resistance) and inert gas flow rate. The optimum values are 465°C, 650 Watts and without inert gas flow rate. Inert gas role is limited to purge the system for 30 minutes before start the pyrolysis to get rid of oxidative gases. The obtained product is comparable with the diesel as it has GCV 45 KJ/kg, low density of 0,85 and 7% tar content.

Cette thèse s'intéresse au comportement mécanique de géocellules constitutives de merlons pare-blocs. Ces ouvrages sont des digues placées sur la trajectoire potentielle des blocs rocheux et visant leur arrêt. Les géocellules sont des structures métriques associant enveloppe préfabriquée et matériau granulaire. <br />Les cellules étudiées sont cubiques et constituées de grillage à maille hexagonale et de géotextile, et remplies de matériau granulaire grossier, de sable ou de mélange sable-pneus déchiquetés.<br />Le comportement de cellules individuelles a été étudié expérimentalement pour des chargements pseudo-statique et dynamique. Il apparaît que la réponse de la cellule à faible déformation, sous compression pseudo-statique, dépend principalement des caractéristiques du matériau de remplissage. Celles de l'enveloppe interviennent en grandes déformations. Sous impact, par une sphère de 250kg, la capacité d'une cellule à limiter les contraintes transmises à son support dépend des conditions aux limites de la cellule et, dans une moindre mesure, du matériau de remplissage. La configuration optimale est une cellule remplie du matériau granulaire grossier libre de se déformer latéralement.<br />Les modèles numériques de comportement mécanique des matériaux et des cellules, de type éléments discrets, ont été calés et validés grâce aux résultats de ces expérimentations.<br />Les résultats ont été extrapolés à l'échelle de l'ouvrage dans le but d'orienter les choix structurels en vue d'expérimentations sur ouvrage vraie grandeur.

Cette thèse a pour objet de développer une nouvelle méthodologie pour valoriser les poudrettes de pneus usagés (PPU). Celles-ci résultent du broyage de la partie caoutchoutique des pneus usagés qui conserve l’excellente élasticité. L’idée est de profiter de leur élasticité pour renforcer la résistance au choc des polymères fragiles tels que le polystyrène (PS) en y incorporant les PPU. Cependant, la réalisation de cette idée a besoin de relever deux défis majeurs : (1) les PPU commerciales ont typiquement des diamètres de l’ordre de plusieurs centaines de micromètres. Or elles doivent être deux ordres de grandeur plus petits en taille pour pouvoir améliorer la résistance au choc des polymères fragiles. (2) L’adhésion interfaciale entre les polymères et les PPU est mauvaise et constitue donc des défauts mécaniques du matériau. Ces deux défis sont liés à la nature même des PPU qui sont intrinsèquement des réseaux réticulés chimiquement. Cette thèse choisit le PS pour représenter les polymères fragiles. La méthodologie visant à renforcer sa résistance au choc est de polymériser le styrène par voie radicalaire au sein des PPU. Cette polymérisation forme à la fois des chaines en PS libres et des greffons en PS liés chimiquement aux mailles du réseau des PPU. Les inclusions des chaines en PS libres facilitent la dispersion des PPU en taille plus petite lorsqu’une action mécanique leur est appliquée lors de l’extrusion par exemple. La formation des greffons en PS sur les mailles du réseau des PPU renforce l’adhésion interfaciale entre le PS et les PPU. Cette thèse a développé un modèle complet permettant de décrire la cinétique de polymérisation radicalaire du PS libre et celle des greffons en PS liés aux mailles du réseau des PPU. Elle l’a validé par un plan d’expériences judicieux / This thesis aims to develop a novel approach to value ground tire rubber (GTR). The latter results from grounding of the rubber part of used tires which retains excellent elasticity. The idea is to take the advantage of its elasticity to toughen brittle polymers such as polystyrene (PS) upon incorporating GTR into them. However, two challenges have to be overcome to realize this idea. (1) Commercial GTR is typically in the form of particles of a few hundreds of micrometers in diameter. However, it has to be at least one to two orders of magnitude smaller when incorporated in a brittle polymer so as to be able to improve its impact resistance. (2) The interfacial adhesion between the polymer and GTR is weak. These two challenges are related to the intrinsic nature of the GTR which is chemically cross-linked. This thesis chooses PS to represent brittle polymers. The approach aiming at toughening it is to polymerize styrene in a free radical manner inside cross-linked GTR particles. This leads to the formation of both free PS and PS that is grafted onto the GTR, denoted as grafted PS. The inclusions of the free PS inside the GTR particles help break them down by mechanical shear in a screw extruder for example and the formation of grafted PS improves the interfacial adhesion between the PS and the GTR. This thesis has developed a comprehensive kinetic model for the polymerization of free PS and that of grafted PS. This model is validated by experimental designs

Selon la European Tyre Recycling Association (ETRA), plus de 3 millions de tonnes de pneus en fin de vie sont à traiter en Europe chaque année et sont directement concernés par les mesures législatives visant le réemploi et la valorisation de 95 % de la masse totale des véhicules hors d'usage. Malgré les différentes possibilités de valorisation des pneus usagés (applications dans le secteur du bâtiment et travaux publics, valorisation matière, valorisation énergétique), une partie du gisement français n’est pas répertorié, ni valorisé, et aucune des voies citées auparavant ne s’intéresse à la récupération du noir de carbone, qui est un constituant essentiel du pneu. Ce produit, à forte valeur ajoutée, est principalement utilisé comme charge de renfort dans l'industrie du caoutchouc et des plastiques. Il existe deux types de procédés thermiques industrialisés permettant de récupérer le noir de carbone d’un pneumatique en fin de vie : la pyrolyse et la vapo-thermolyse. La vapo-thermolyse, actuellement industrialisée par Alpha Recyclage Franche Comté (ARFC), est une variante innovante de la pyrolyse, qui utilise la vapeur d’eau surchauffée à pression atmosphérique. La solution qui consiste à substituer un noir de carbone issu d’un procédé de fabrication conventionnel par un noir de carbone issu de vapo-thermolyse de pneus repose sur la qualité du noir de carbone récupéré et, en particulier, sur ses propriétés physico-chimiques intrinsèques et de surface. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer et mettre en place une méthodologie adéquate afin de récupérer et caractériser les propriétés physico-chimiques du noir de carbone recupéré (rCB) par vapo-thermolyse à partir d'une formulation de pneu, d'évaluer l'impact des conditions de fonctionnement du procédé sur les propriétés du rCB, et enfin de valoriser le rCB en tant que charge de renfort alternative pour l'élaboration d'un produit final. / According to the European Tyre Recycling Association (ETRA), more than 3 millions tonnes of waste tires are to be treated in Europe each year and are subject to legislation and regulation policies for the re-use and recycling of 95 % of the total mass of end-of-life vehicles. Despite the various opportunities for recycling used tires (civil engineering applications, material recovery, energy recovery), a part of the French available resource remains unvalued and none of the applications just mentioned focuses specifically on the recovery of carbon black, which is one of the main component of a tire. This high added value product is mainly used as reinforcing filler in the rubber and plastics industries. There are two types of industrialized thermal processes for recovering the carbon black from an end-of-life tire : pyrolysis and steam thermolysis. Steam thermolysis, currently industrialized by Alpha Recyclage Franche Comté (ARFC), is an efficient pyrolysis alternative which uses superheated steam at atmospheric pressure. The substitution of carbon blacks produced from a conventional manufacturing process by carbon blacks recovered from the steam thermolysis treatment is based upon the quality of the recycled product, especially regarding its physicochemical properties (intrinsic and surface). The objective of this work is to propose and implement an adequate methodology to recover and characterize the physicochemical properties of recovered carbon black (rCB) from steam thermolysis of a tire, to assess the impact of the process operating conditions on the properties of the rCB, and finally to valorize the rCB as an alternative reinforcing filler for the elaboration of a final product.