Modèle de prédiction de la dégradation en milieu réel

The aim of this work is to predict the biodegradability of polymer materials in natural environment using laboratory biodegradability measurements, material and environment data. Therefore, a model has been established to process data of in vitro tests and of in situ tests. We have shown, using Principal Component Analysis, that there was a relationship between the in vitro degradation and the in situ degradation. Correlation factors between the biodegradability index (ymax), degraded surface and/or the weight losses increased with the exposure time. The degradation rate is strongly dependent with the burial site. Furthermore, the degradation level of a material in a given biotope has been modelled by means of laboratory measurements and site parameters using neural network, physico and chemical indexes are significant to predict the material fate in an environment but this is not enough. It is necessary to add climate characteristics (temperature profiles versus dates), soil analysis and exposure duration. Consequently, using the above parameters, two models are proposed to predict the degradation rate of a material in a given environment, with 86 % of suitable prediction and with an error less than 15 %. This result authorises us to corroborate the validity of the norm for liquid medium (CEN Project) regarding the real conditions. / L'objectif de ce travail est de prédire la biodégradabilité de matériaux polymères en milieu naturel à partir de la connaissance de la biodégradabilité de laboratoire et des données sur les matériaux et l'environnement. Pour cela, nous avons réalisé une base de données, issue d'une part des tests in vitro et d'autre part des tests in situ. D'abord, nous avons montré par une analyse en composantes principales qu'il existait une relation entre la dégradation in vitro et la dégradation in situ. Les coefficients de corrélation entre l'indice de biodégradabilité in vitro (ymax) et la surface dégradée ou la perte de poids augmentent au fur et à mesure de l'exposition. Le taux de dégradation est fortement dépendant du site d'enfouissement. Ensuite, grâce à un réseau de neurones, le taux de dégradation d'un matériau dans un biotope donné a été modélisé à partir d'une mesure de laboratoire et des paramètres caractérisant le site. Il ressort que les index in vitro et les caractères physico-chimiques des matériaux sont significatifs pour prédire le devenir d'un matériau dans un environnement, mais ils ne sont pas suffisants. Il est nécessaire d'y ajouter au moins une des caractéristiques du climat (profil des températures en fonction de la durée), du sol (granulométrie) et la durée de l'exposition. Nous proposons donc deux modèles qui permettent de prévoir à partir des paramètres précédents, le taux de dégradation d'un matériau dans un environnement donné et ceci avec 86 % de succès pour moins de 15 point d'écart. Ce résultat nous autorise à corroborer la validité de la norme en milieu liquide (Projet CEN) par rapport au milieu réel.