Recyclage et applications durables des déchets de circuits imprimés dans une application concrète et validation à l'aide de la méthodologie des surfaces de réponse

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 16509 (2023) Citer cet article

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La présente enquête vise à examiner les propriétés mécaniques et de durabilité du béton renforcé avec des déchets de circuits imprimés (WPCB) en vue d'un environnement bâti à faible émission de carbone. Elle a évalué les caractéristiques fraîches et durcies du béton à faible teneur en carbone renforcé de fibres WPCB, après une période de durcissement de 7 et 28 jours. L'évaluation a été réalisée en quantifiant l'affaissement, la résistance à la compression, la résistance à la traction, la résistance à la flexion, la sorptivité, ainsi que des tests rapides et acides. Elle a ensuite analysé onze mélanges de béton discrets contenant des fibres WPCB à un pourcentage pondéral allant de 1 à 5 % dans le mélange de ciment. Les résultats indiquent que l’incorporation de fibre WPCB dans le béton améliore sa résistance mécanique. Les résultats ont révélé que l’incorporation de 5 % de fibre WPCB donnait les résultats les plus favorables. Les propriétés du béton fibré WPCB ont été théoriquement validées par la méthodologie de surface de réponse (RSM), qui utilise divers outils statistiques et mathématiques pour analyser les données expérimentales. Les résultats dérivés du RSM ont été comparés aux résultats expérimentaux. Il a été constaté que le modèle RSM démontrait un haut niveau de précision (R2 ≥ 0,98) dans la validation des propriétés mécaniques du béton fibré WPCB. Le modèle statistique ne présentait aucune indication de biais de prédiction et démontrait un résultat statistiquement significatif, avec une valeur p inférieure à 0,5.

À l'époque contemporaine, la question de la durabilité est devenue une préoccupation importante pour l'humanité, en particulier dans le cadre de l'environnement bâti respectueux de l'environnement (EFBE), conformément aux exigences de la Conférence des Parties (COP27) et du Groupe des Nations Unies pour le développement durable (UNSDG). ). Partant de ce principe, les ressources mondiales diminuent régulièrement en raison de la demande de logements alors que la population humaine connaît une augmentation rapide. L’utilisation efficace des ressources revêt une importance capitale à cet égard1,2,3,4,5. Il y a eu de nombreuses tentatives pour réutiliser les déchets créant des risques environnementaux tels que les fibres et les matériaux de remplissage dans l'industrie de la construction. Une brève revue de la littérature indique que des études ont tenté d'incorporer des matériaux tels que des cellules de graines d'hévéa, des composites de nanotubes de carbone à base de textile, des déchets de poudre de marbre, des fibres de coco, des pneus en fil d'acier recyclé, des fibres d'acier, etc. comme l'huile moteur usagée et le plastique thermodurci pour développer du béton durable6,7,8,9,10. Ces études ont prouvé qu'une amélioration des caractéristiques de performance peut être obtenue en réutilisant ces déchets, offrant ainsi une option de développement durable grâce à des produits verts11,12,13,14,15,16,17. Des déchets électroniques (déchets électroniques) sont générés massivement à mesure que des millions de gadgets électroniques deviennent obsolètes chaque année18. Le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) prédit que la quantité de déchets électroniques générés en Inde pourrait augmenter de 500 % au cours de la prochaine décennie. La production mondiale de déchets d’équipements électriques (DEE) augmente en raison de l’obsolescence technologique rapide des produits électroniques et de la disponibilité de produits plus récents à des prix raisonnables. Les WEE contiennent de nombreux métaux et composés synthétiques économiquement précieux et dangereux pour l’environnement, mais ils sont également composés de substances toxiques qui présentent un danger important pour l’environnement et la société. Les pays développés ont intégré des lois et réglementations sur la réutilisation dans leurs politiques de gestion des déchets électriques et électroniques, tandis que les pays en développement sont à la traîne19. Dans les économies émergentes, les ménages rejettent les DEEE en les éliminant de manière inappropriée, ce qui entraîne une pollution environnementale et des risques pour la santé20. Les déchets sont souvent jetés dans les champs voisins21,22. Une mauvaise gestion des déchets électroniques conduit à la formation de composites nocifs qui contaminent l’environnement local, notamment les sols, les sédiments, la poussière et les plantes23. Les déchets solides critiques sont également éliminés selon des techniques d'élimination inappropriées24. Les déchets électroniques générés par les industries d'appareils électriques et électroniques et les ménages comprennent les écrans à cristaux liquides (LCD) (11,9 %), les ordinateurs personnels (PC) (18,8 %), les téléphones portables (21,3 %) et les téléviseurs à tube cathodique (CRT). (7%). Seuls 10 % des déchets électroniques sont recyclés. Ces déchets peuvent être recyclés à l'aide de diverses technologies ou éliminés directement dans une décharge ou un incinérateur25. Les déchets électroniques peuvent être recyclés ou réutilisés, mais des techniques et des équipements d'élimination inappropriés peuvent nuire à l'environnement et aux humains. La réutilisation consiste à réutiliser un produit dans un but autre que sa conception originale. La réutilisation peut être effectuée en utilisant diverses stratégies de prolongation de la durée de vie des produits, telles que la réparation, la remise à neuf et la refabrication. La réutilisation des déchets électroniques peut également prolonger la durée de vie du produit.