New approach for the analysis and study of the degradation and recycling of polymers

Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la transition entre les plastiques d'origine fossile et des alternatives durables, biosourcées et recyclables. Avec une production mondiale de plastiques dépassant les 400 millions de tonnes par an et des taux de recyclage encore faibles, de nouvelles stratégies sont nécessaires pour réduire l'impact environnemental et favoriser la circularité. Les travaux présentés portent sur le recyclage de divers polymères, incluant thermodurs et thermoplastiques d'origine fossile ou biosourcée, en ciblant particulièrement les systèmes contenant des liaisons esters. L'accent a été mis sur des méthodes éco-compatibles et un suivi in situ pour mieux comprendre les mécanismes de recyclage. Concernant les thermodurs, SuccELO (acide succinique et ELO) a pu être dépolymérisé par saponification, et suivi en temps réel par calorimétrie. Le produit recyclé a été caractérisé puis revalorisé en nouveaux thermodurs, dont certains à base aromatique aux propriétés améliorées, illustrant la possibilité d'upcycling. La solvolyse des formulations à haute Tg, CADEM-PHTE et CADEM-DGEVA, a montré l'influence de la structure chimique sur le recyclage : dépolymérisation complète pour CADEM-PHTE mais partielle pour CADEM-DGEVA. Une méthode alternative de dissolution/précipitation a permis à la fois le recyclage de CADEM-DGEVA et le couplage des suivis calorimétrique et spectroscopique. L'extension de ce recyclage aux composites a révélé une récupération partielle des propriétés pour le système cellulosique et des limites pour la réutilisation des fibres de verre. Pour les thermoplastiques, la saponification s'est révélée peu efficace pour le PBS et le PET, en raison des conditions utilisées. Une méthode de dissolution/précipitation biosourcée, utilisant le Cyrene, a été développée, permettant un recyclage efficace et des analyses in situ. Pour le PBS, la dissolution a modifié la structure en favorisant la cristallisation sans altérer la stabilité thermique, ouvrant des perspectives comme agent nucléant. Pour le PET, les résultats préliminaires montrent des effets similaires sur la cristallisation du produit recyclé. Enfin, des études sur la relaxation enthalpique ont montré l'influence du recyclage sur la relaxation vitreuse du PET. Dans l'ensemble, ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes de recyclage des polyesters, soulignent l'importance du lien structure-recyclabilité, et proposent des stratégies éco-compatibles pour revaloriser une grande diversité de polymères dans des applications durables.