Les CDs et les DVDs sont synonymes de culture et… de charbon actif

5 juil

Bonjour à tous !

Les CDs et DVDs sont des symboles de notre société. Nous les retrouvons partout, des rayons entiers dans les magasins spécialisés ou non… jusqu’aux poubelles de nos maisons.

Eh oui ! Lorsqu’ils sont rayés, que deviennent-ils ? Nous pouvons en faire des repoussoirs pour oiseaux, afin d’éviter que ces derniers viennt nous manger les groseilles, framboises, fraises et autres produits que nous avons mis du temps à produire dans nos jardins. Mais, en grande majorité, les CDs et DVDs (Bluerays aussi) se retrouvent incinérés avec la poubelle noire, quand ils ne sont pas laissés dans la Nature – j’en retrouve parfois.

Deux équipes, une polonaise de l’Académie militaire de Varsovie et une états-unienne de l’Université de Kent (Ohio), ont trouvé un procédé de production de charbon actif à partir de ces déchets (1). Une idée qui réduirait l’utilisation de bois et de charbon, sources majoritaires, pour fabriquer ce produit. Au vu du progrès de la numérisation (disques durs, clefs USB, cloud), les CDs et DVDs seront dans peu de temps rangés dans le placard des vieilles technologies.

Charbon actif (Source SBF)

Charbon actif (Source SBF)

Qu’est-ce que le charbon actif ?

En premier lieu, il nous faut connaîte ce qu’est du charbon actif. Nous en avons déjà tous déjà entendu parler mais est-ce que vous savez réellement ce que c’est ?

Il s’agit d’un matériau poreux qui permet, de par la structure de sa surface, de capture des molécules, qu’elles soient en tant que liquide ou gazeux. Nous l’obtenons en faisant une carbonisation – une pyrolyse à haute température qui transforme les chaînes carbonnées de cellulose (dans le cas du bois) ou de polymères (dans le cas des DVDs et CDs) en carbones mis en structure amorphe (2). Son grand intérêt réside dans son pouvoir dit « adsorbant » (3).

Non, il n’y a pas de faute, vous avez bien lu, j’ai écrit « adsorbant ». Contrairement au terme « absorbant » qui a une notion de digestion des molécules, l’adsorbance constitue en une capture surfacique et non destructive des molécules, grâce aux liaisons faibles entre les carbones et les atomes des molécules visées – les fameuses liaisons de Van der Waals (4).

La production industrielle du charbon actif date du XIXe siècle, le grand siècle de la révolution industrielle, avec des améliorations de procédés comme l’activation chimique ou par des vapeurs (comme le dioxyde de carbon comme nous le verrons par la suite). Mais c’est depuis l’Antiquité que le charbon activé est connu pour ses vertus médicinales.

Parmi ses applications, il y a donc la médecine (traitement de la diarrhée, des problèmes digestifs, des douleurs gastriques), la filtration – la fameuse paille filtrante pour boire dans les eaux non traitées comme dans certaines régions pauvres du monde et les masques à gaz, l’industrie (extraction des métaux précieux comme l’or, les supercondensateurs) et surtout la chimie, où les applications sont nombreuses et variées allant du stockage de l’hydrogène à l’élimination des hydrocarbures dans l’eau (5). Le charbon actif est présent partout même dans les slips pour capturer les flatulences – je ne blague pas du tout (6).

Exemple de disques (Source Journal du Geek)

Exemple de disques (Source Journal du Geek)

Comment peut-on passer de CDs/DVDs au charbon actif ?

Il faut repartir sur la structure même des supports d’informations. Un CD/DVD est composé  :

  • d’une couche (un substrat) en plastique, plus précisément en polycarbonate ;
  • d’une pellicule métallique qui va réfléchir le laser, en or 24 carats ou en alliage d’argent ;
  • d’une laque protectrice anti-UV pour éviter la perte d’informations ;
  • d’une éventuelle couche imprimée (7).

Si vous êtes intéressé(e)(s) par le sujet, vous pouvez cliquer le lien suivant ou vous référez à l’adresse notée après le numéro précédent.

C’est la couche en polycarbonate qui va nous intéresser dans notre cas. Le polycarbonate est le polymère de formule suivante :

-[-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-CO-]- (n) 

300px-Polycarbonate_PC

Représentation du monomère de polycarbonate (Source Wikipedia)

 

Les polycarbonates sont nombreux mais celui décrit au dessus est produit industriellement de façon majoritaire (8). Il vient d’une molécule très décriée de nos jours, le bisphénol A ou BPA, qui est un perturbateur endocrinien que nous retrouvions dans les tickets de caisse ou encore les biberons (9).

Il y a 2 façons d’avoir le polycarbonate à partir du BPA :

  • la plus utilisée est avec le phosgène (COCl2) par l’intermédiaire de la soude ;
  • la plus « verte », en faisant une transestérification avec du diphényle carbonate (10).

Près d’un million de tonnes de polycarbonates est produit chaque année, notamment pour les phares et donc les CDs et DVDs. Pour obtenir le charbon actif, il faut passer par plusieurs étapes :

  1. Une carbonisation, pyrolyse sous atmosphère inerte pouré viter l’oxydation du charbon ;
  2. Une activation avec des solutions de dioxyde de carbone ou d’hydroxyde de potassium. Ces produits donnent des pores très fins, de faibles diamètres, moins de 3 nanomètres (3 milliardièmes de mètre), qui sont les plus efficaces pour capter les les gaz comme l’hydrogène et les composés organiques volatils.

D’après les chercheurs, les pores feraient entre 1,2 et 2,9 nm, ce qui est équivalent de 550 à 2000 pores par mètre carré (11).

Avec le besoin toujours plus grand d’une propre, en amont pour la consommation et en aval pour le traitement des déchets moléculaires (pesticides, médicaments…) et un stockage de plus en plus nécessaire du dioxyde de carbone, la nécessité de produire du charbon actif est grande. Ce procédé par la valorisation de CDs et de DVDs a de beaux jours devant lui.

Merci de m’avoir lu.

(1) http://www.industrie-techno.com/des-vieux-cd-recycles-en-charbon-actif.38910

(2) https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon_actif

(3) http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dico/d/chimie-adsorption-3468/

(4) http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/dico/d/chimie-force-van-der-waals-4979/

(5) https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon_actif

(6) http://nordpresse.be/slip-anti-pet-il-bloque-les-odeurs/

(7) http://www.commentcamarche.net/contents/736-cd-cd-audio-et-cd-rom#la-composition-du-cd

(8) https://en.wikipedia.org/wiki/Polycarbonate

(9) http://www.sante.gouv.fr/bisphenol-a,8407.html

(10) https://en.wikipedia.org/wiki/Polycarbonate

(11) http://www.industrie-techno.com/des-vieux-cd-recycles-en-charbon-actif.38910

Pas encore de commentaire

Laisser une réponse

Unblog.fr | Créer un blog | Annuaire | Signaler un abus