Traitement et valorisation des déchets plastiques pour une protection durable de l’environnement dans l’élaboration de matériaux composites innovants

Abstract

Résumé Cette étude porte sur l’utilisation de fibres naturelles non traitées d’Atriplex halimus comme renfort dans des composites thermoplastiques recyclés, à base de polypropylène (rPP) et de polyéthylène haute densité (rHDPE). Ces fibres ont été incorporées à différents taux (5 %, 10 % et 15 %) par moulage par compression. Les résultats ont montré que le rPP conserve mieux sa résistance mécanique, même avec une charge élevée en fibres, tandis que le rHDPE présente une amélioration plus marquée de sa rigidité, en particulier à 15 %. Le meilleur équilibre entre résistance et rigidité a été observé à 5 % de fibres, avec une bonne adhésion entre la matrice et les fibres, notamment dans les composites à base de rPP, comme le confirment les observations au microscope électronique (SEM). Ces performances obtenues sans traitement chimique des fibres renforcent l’intérêt de l’Atriplex halimus comme solution écologique et économique, en valorisant à la fois une ressource végétale peu exploitée et des plastiques recyclés. Ce matériau composite se positionne ainsi comme une alternative durable et performante pour des applications respectueuses de l’environnement. Mots clés : biocomposites, thermoplastiques recyclés, fibres naturelles, propriétés mécaniques, analyse thermique ; microstructure.

Abstract This study investigates the use of untreated natural fibers from Atriplex halimus as reinforcement in recycled thermoplastic composites based on polypropylene (rPP) and high-density polyethylene (rHDPE). The fibers were incorporated at varying contents (5%, 10%, and 15%) using compression molding. The results showed that rPP retained its mechanical strength better, even at higher fiber loadings, while rHDPE exhibited a more significant improvement in stiffness, particularly at 15% fiber content. The optimal balance between strength and stiffness was observed at 5% fiber content, with good interfacial adhesion between the matrix and the fibers—especially in the rPP-based composites, as confirmed by scanning electron microscopy (SEM) analysis. The promising performance achieved without any chemical treatment of the fibers highlights the potential of Atriplex halimus as an eco-friendly and cost-effective reinforcement. This approach adds value to both an underutilized plant resource and recycled plastics, positioning the resulting composite material as a sustainable and efficient alternative for environmentally conscious applications. Keywords: Atriplex halimus; natural fibers; recycled thermoplastics; polypropylene (rPP); high-density polyethylene (rHDPE); mechanical properties; tensile strength; stiffness; SEM analysis; sustainable composites.

ملخص تتناول هذه الدراسة استخدام الألياف الطبيعية غير المعالجة من نبات القطف كمواد تقوية في مركبات معاد تدويرها مبنية على البولي بروبيلين المعاد تدويره والبولي إيثيلين عالي الكثافة المعاد تدويره. تم دمج هذه الألياف بنسب مختلفة ) ،٪١٠ ،٪٥و (٪١٥باستخدام تقنية .القولبة بالضغط أظهرت النتائج أن البولي بروبيلين المعاد تدويره حافظ بشكل أفضل على قوته الميكانيكية حتى عند نسب تحميل عالية من الألياف، بينما أظهر البولي إيثيلين عالي الكثافة المعاد تدويره تحسنا˝ أكبر في الصلابة، خصوصا˝ عند نسبة ٪١٥ من الألياف. وتم تسجيل أفضل توازن بين القوة والصلابة عند نسبة ٪٥من الألياف، مع وجود تماسك جيد بين المصفوفة والألياف، خاصة في المركبات المبنية على البولي .بروبيلين، كما أكدت تحاليل المجهر الإلكتروني الماسح تبرز هذه النتائج المشجعة، التي تحققت دون أي معالجة كيميائية للألياف، الإمكانات الكبيرة لنبات القطف كخيار صديق للبيئة ومنخفض التكلفة في تقوية المواد المركبة. وتُسهم هذه الطريقة في الاستفادة من مورد نباتي غير مستغل بشكل كا „ف إلى جانب اللدائن المعاد تدويرها، .مما يجعل هذه المواد المركبة خيارا˝ مستداما˝ وف ّعا ˝لا لتطبيقات تراعي الجوانب البيئية الكلمات المفتاحية: الألياف الطبيعية ; اللدائن الحرارية المعاد تدويرها ; الخصائص الميكانيكية ; مقاومة الشد ; المجهر الإلكتروني الماسح ; المواد الصديقة للبيئة