Préparer les déchets textiles pour la pyrolyse : déchiquetage, calibrage et alimentation par vis

Les déchets textiles ne peuvent pas entrer tels quels dans une installation de pyrolyse continue. Vêtements entiers, longues chutes, tissus emmêlés et balles comprimées forment des ponts dans les trémies, s’enroulent autour des organes rotatifs et perturbent l’alimentation par vis. Un déchiquetage textile pour pyrolyse efficace doit donc maîtriser non seulement la taille nominale, mais aussi la longueur des bandes, leur forme, la densité apparente, les métaux, l’humidité, les poussières et le débit vers l’interface du réacteur.

Ce guide traite la préparation d’un textile destiné à une vis de pyrolyse dont la dimension maximale admise est de 50 mm. Une cible de 20–30 mm peut servir de point de départ aux essais, mais ne constitue pas une règle universelle.

Pourquoi pré-déchiqueter les textiles avant la pyrolyse ?

La géométrie d’origine des textiles est incompatible avec un dosage continu. Une chemise, une bande de moquette, une fin de rouleau et une balle de vêtements mélangés ne s’écoulent pas de la même manière dans une trémie.

Les textiles non préparés posent six problèmes récurrents :

• Dimensions irrégulières : vêtements et chutes peuvent dépasser largement l’ouverture d’alimentation.
• Enchevêtrement : manches, ourlets, fils et bandes longues se nouent ou s’enroulent sur les arbres.
• Densité apparente instable : une trémie visuellement pleine peut contenir peu de masse.
• Accessoires cachés : fermetures, crochets, rivets, boucles et armatures peuvent endommager les couteaux ou contaminer le char.
• Humidité variable : les textiles mouillés consomment de la chaleur et se coupent autrement.
• Fibres mélangées : coton, polyester, nylon, élasthanne, enductions et supports ne réagissent pas de façon identique.

Le prétraitement ne vise pas la particule la plus fine possible. Il doit créer une fenêtre matière que la trémie, le doseur, la vis, le réacteur, le traitement des gaz et l’évacuation du char peuvent accepter de façon répétable.

Pour choisir une machine hors application thermique, consultez notre guide du déchiqueteur textile. La présente page se concentre sur la pyrolyse et l’interface d’alimentation continue.

Quelle taille doit entrer dans une vis de pyrolyse ?

La bonne taille est celle qui traverse tout le système sans voûtage, enroulement, à-coups ni production excessive de fines. La limite de 50 mm indiquée par le fournisseur du réacteur est un seuil de rejet, pas la preuve que toute pièce souple inférieure à 50 mm s’écoulera correctement.

Une plage de travail de 20–30 mm peut être testée lorsque la vis aval n’accepte rien au-dessus de 50 mm. Elle doit toutefois être validée avec le mélange textile réel. Diamètre, pas et âme de la vis, géométrie d’entrée, vitesse, pente de trémie et dispositif d’étanchéité modifient le résultat.

Définir plusieurs caractéristiques

Dire « sortie d’une grille de 30 mm » ne suffit donc pas. La matière aval possède une longueur, une largeur, une épaisseur, une élasticité et un frottement réels.

Plus petit n’est pas toujours meilleur

Une dimension plus faible peut réduire le chemin de transfert thermique et homogénéiser la chauffe. Un broyage excessif produit cependant davantage de peluches et de poussières, consomme plus d’énergie, réduit le débit utile, compacte la trémie et augmente l’entraînement des fines dans les gaz.

L’objectif est une forme maîtrisée, avec peu de surdimensionnés et peu de fines, non la taille minimale accessible.

Pourquoi la grille ne garantit pas la taille du textile

Le textile se plie, s’étire et se déforme. Une longue bande peut présenter son chant à une ouverture, la traverser, puis ressortir avec une longueur dépliée nettement supérieure au diamètre nominal.

Les paillettes rigides gardent généralement leur forme. Les mailles extensibles, tissus fins et faisceaux de fils ne le font pas. Une grille reste utile, mais elle doit être associée à la géométrie des couteaux et à une mesure physique de la sortie.

Une étude primaire sur l’alimentation par vis de biomasse ligneuse confirme que taille et forme des particules influencent les performances du doseur. Elle ne définit pas une valeur universelle pour le textile, mais soutient le principe selon lequel une seule dimension nominale ne suffit pas. Voir l’étude du Department of Energy sur la taille, la forme et l’alimentation par vis.

Rumtoo distingue trois niveaux dans un cahier des charges :

• Réglage machine : « grille de 30 mm ».
• Résultat matière : « la sortie respecte les critères de surdimensionnés et de longueur maximale ».
• Résultat process : « la matière testée traverse la trémie et la vis sans voûtage ni enroulement inacceptable ».

Seuls les deux derniers niveaux indiquent si la matière est réellement prête pour la pyrolyse.

Déchiquetage textile en une ou deux étapes

Une seule étape peut suffire pour des chutes propres, régulières et prédécoupées si le doseur tolère une distribution large. Deux étapes deviennent pertinentes pour les vêtements entiers, les bandes longues, les structures mélangées ou une limite stricte de longueur.

Un concasseur rotatif générique ne doit pas être choisi automatiquement. Le textile peut s’enrouler dans une machine prévue pour des plastiques cassants. L’étage secondaire peut être un coupeur textile, un broyeur à couteaux ou un déchiqueteur fin, à confirmer par essai.

Notre comparaison broyeur mono-arbre ou double arbre détaille les différences de base. Pour la pyrolyse, il faut ajouter la géométrie des bandes, les poussières, la libération des métaux et le comportement dans la vis.

Process recommandé pour le prétraitement textile

Réception et ouverture des balles → pré-tri → déchiquetage primaire → contrôle des métaux → criblage et retour des surdimensionnés → coupe secondaire éventuelle → aspiration → trémie tampon → dosage → interface de vis étanche → réacteur

1. Réception et pré-tri

Retirez chaussures, cintres, batteries, appareils électroniques, grosses boucles, pierres et objets durs avant le broyeur. Pour des balles, l’ouverture doit libérer le textile sans envoyer le fil de ligature dans les couteaux. Documentez composition, origine, humidité, contamination et forme d’entrée.

2. Alimentation primaire contrôlée

Un convoyeur à chaînes ou à tasseaux dose les textiles volumineux selon la charge du broyeur. Les parois, la goulotte et les dispositifs anti-voûtage empêchent les vêtements légers de s’accumuler au-dessus de la chambre.

3. Réduction primaire

Le broyeur ouvre les vêtements et libère les accessoires. Le bon déchiqueteur de déchets textiles dépend d’une matière libre, en balle, en rouleau, humide, munie d’un support ou fortement contaminée. Profil des couteaux, jeux, peignes de nettoyage, inversion automatique et couple à basse vitesse sont plus significatifs que la seule puissance moteur.

4. Contrôle des métaux libérés

Un aimant suspendu ou un tambour magnétique retire les éléments ferreux libérés après le primaire. Un détecteur protège le coupeur secondaire et l’alimentation du réacteur. Les métaux non ferreux peuvent justifier détection avec rejet, tri manuel ou courant de Foucault selon leur concentration et l’exigence sur le char.

5. Criblage et retour

Un tamis vibrant sépare la fraction acceptable, les surdimensionnés et les fines. Les gros éléments retournent à la coupe. Comme les bandes textiles se replient, ajoutez une mesure manuelle de leur longueur dépliée au contrôle par tamis.

6. Coupe secondaire si nécessaire

L’étage secondaire reçoit une matière ouverte, dosée et débarrassée des métaux. Il coupe les bandes persistantes et resserre la distribution. Il ne doit être ajouté que si les essais montrent que le primaire ne respecte pas la spécification aval.

7. Tampon et dosage

Le broyeur et le réacteur n’ont pas le même débit instantané. Une trémie avec capteurs de niveau découple les deux process. Les textiles pouvant voûter, l’extraction peut nécessiter un fond mobile, des agitateurs ou des vis jumelles définis par un essai d’écoulement.

8. Interface étanche vers le réacteur

La dernière vis de convoyage n’est pas nécessairement le doseur du réacteur. Compactage, gaz de purge, sas ou contrôle de pression et d’oxygène relèvent du fournisseur de pyrolyse. Les deux fournisseurs doivent convenir par écrit de la géométrie, densité, humidité, température, logique de marche-arrêt, limite d’entrée d’air et arrêt d’urgence.

Influence de la composition des fibres

La composition modifie la coupe et la conversion thermique. Un textile riche en coton ne se coupe pas comme une maille élastique ; le polyester et les enductions peuvent créer chaleur ou dépôts fondus si vitesse et état des couteaux sont mal maîtrisés.

Une étude de 2024 a comparé coton pur, polyester pur et mélange 55 % polyester/45 % coton dans un réacteur tubulaire à 425 °C, 500 °C et 575 °C. Les fractions d’huile, de gaz et de char varient avec la composition et la température. Elle justifie la caractérisation des familles de matière, mais ne définit pas la taille d’une alimentation industrielle. Voir Pyrolysis of textile waste.

Enregistrez au minimum les proportions approximatives de coton, polyester, nylon, laine et élasthanne, les enductions ou mousses, les accessoires, les salissures et la stratégie de mélange. Une géométrie régulière supprime une variable, mais ne rend pas les polymères thermiquement identiques.

Adapter la ligne à la demande du réacteur

La ligne doit être dimensionnée sur la sortie continue conforme, et non sur un pic catalogue. Densité apparente, humidité, forme d’entrée, construction des vêtements, grille, état des couteaux, arrêts métal et retour des surdimensionnés modifient le débit réel.

Le calcul doit distinguer masse humide et sèche, sortie du primaire et matière finale conforme, temps de fonctionnement et maintenance, production instantanée et demande moyenne du réacteur, ainsi que tampon process et stockage. Une extension future peut être préparée par des interfaces modulaires sans publier de chiffre de capacité.

Poussières, incendie et conformité internationale

Le déchiquetage produit des peluches et particules fines aux couteaux, tamis, transferts et trémies. L’aspiration doit être intégrée dès la conception.

L’OSHA indique qu’une matière combustible finement divisée peut devenir explosible lorsqu’elle est suspendue dans l’air et cite le textile et le recyclage parmi les secteurs concernés. Un projet américain doit évaluer poussière réelle, sources d’inflammation, nettoyage, extraction, mise à la terre, isolement et protection incendie. Voir les informations OSHA sur les poussières combustibles.

En Europe, la directive ATEX 2014/34/UE couvre les équipements destinés aux atmosphères explosibles et la directive 1999/92/CE les obligations du lieu de travail. L’applicabilité dépend de la poussière et du zonage. Voir les informations officielles de la Commission européenne sur l’ATEX.

Essai matière et critères de réception

Un essai utile reproduit la matière, les réglages, les séparations et la manutention aval. Une courte vidéo montrant du tissu entrant dans un broyeur ne constitue pas un test de performance.

Définissez avant l’essai : matière et humidité, sortie continue conforme, dimensions maximales dépliées, taux de surdimensionnés et de fines en masse, densité apparente, report de métaux, comportement dans une trémie et une vis représentatives, captage des poussières et réaction des automatismes aux défauts.

Pour Rumtoo, « la matière traverse la grille » n’est pas le critère final. La sortie doit respecter une géométrie écrite et réussir un essai d’alimentation représentatif.

Questions fréquentes

Chaque pièce doit-elle être inférieure à 50 mm ?

Si 50 mm est la limite aval, définissez la méthode : ouverture de grille, longueur dépliée, largeur ou combinaison. Une bande pliée traversant une grille de 50 mm peut rester trop longue.

20–30 mm est-il toujours le meilleur choix ?

Non. C’est une plage d’essai possible pour certaines vis, à confirmer selon trémie, vis, réacteur, composition, humidité, densité, tolérance aux fines et étanchéité.

Un seul broyeur peut-il produire une matière prête ?

Oui pour certaines chutes propres et régulières. Vêtements, balles, bandes longues, moquettes ou mélanges peuvent exiger une ouverture primaire puis une coupe secondaire. L’essai décide du nombre d’étapes.

Comment éviter l’enroulement sur la vis ?

Contrôlez longueur maximale et rapport longueur/largeur, limitez les fils élastiques, stabilisez l’extraction de trémie, dosez le flux et testez l’entrée réelle de la vis. Réduire seulement la grille ne suffit pas.

Où retirer les métaux ?

Retirez les gros objets avant le broyage, puis les métaux ferreux libérés après le primaire. Ajoutez une détection avant les équipements sensibles. Les métaux non ferreux demandent une évaluation séparée.

Faut-il sécher le textile ?

Mesurez l’humidité et comparez-la à la spécification du réacteur. Le séchage peut stabiliser le process, mais son intérêt dépend de l’humidité d’entrée, de la chaleur disponible, du stockage et des produits visés.

Préparer le système d’alimentation, pas seulement le broyeur

Un bon prétraitement relie le déchiquetage à l’ensemble du problème : bandes longues, surdimensionnés, fines, métaux, poussières, densité, humidité, tampon et interface étanche. Commencez par une matière représentative et une spécification aval écrite.

Contactez l’équipe process Rumtoo avec les échantillons, la composition, la forme d’entrée, les dimensions maximales, l’humidité et les informations du doseur-réacteur pour recevoir une recommandation adaptée.