« Matière plastique » : différence entre les versions
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Résumé automatique : contenu remplacé par « {{Voir homonymes|Plastique}} * traitement mécanique (lavage, tri, broyage, séparation) ; {{Références nombreuses|taille=30tyk tyh;,dytk; cdk,|hauteur=g,gh, ud;j; ,,|groupe=yjj hjh hvg;ghyk|références=ghjfxhjx gjyg jgyjh}}{{Autres projets |commons=category:Plastics |wikt=matière plastique }} {{catégorie principale|Plastique}} === Bibliographie === * {{Ouvrage |auteur=Jacques Exbalin|titre= Le plastique... ». Balises : Contenu remplacé Révoqué Suppression de contenu Éditeur visuel |
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{{Voir homonymes|Plastique}} |
{{Voir homonymes|Plastique}} |
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[[Fichier:Global-plastics-production.png|thumb|Graphique montrant la croissance de la production de plastique des [[années 1950]] à [[2015]], essentiellement à partir d'hydrocarbures fossiles]] |
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[[Fichier:Plastic objects.jpg|vignette|Les matières plastiques font désormais partie de notre quotidien. <br>Structure typique d'une [[formulation|formule]] : <br>[[matière]] plastique = polymère(s) brut(s) ([[résine (constituant)|résine(s)]] de base) + [[charge (substance)|charges]] + [[Plastifiant pour matière plastique|plastifiants]] + [[additif]]s. <br>Les [[élastomère]]s sont souvent classés hors des matières plastiques proprement dites.]] |
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Une '''matière plastique''' ('''le plastique''' en langage courant) est un [[polymère]] généralement mélangé à des additifs, colorants, charges ([[miscibilité|miscibles]] ou non dans la matrice polymère). Il en existe une large gamme ; [[moulage par injection|moulés par injections]], [[extrusion|extrudés]], [[film étirable|étiré en film]], généralement façonné à chaud et sous [[pression]], pour aboutir à un semi-produit ou à un [[produit fini|objet]], y compris [[fil textile|fils]] et [[fibre textile|fibres]] ([[textile|tissus]]), [[mastic (matériau)|mastics]], [[Revêtement en plastique|revêtements]]{{, etc.}} Il est utilisé dans presque tous les [[secteurs d'activité]]. Certains ont des [[Liste de propriétés d'un matériau|propriétés]] jamais auparavant réunies, par exemple la [[Transparence (physique)|transparence]] et la [[résilience (physique)|résistance aux chocs]]. |
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Avec environ 400 millions de t/an (en 2022), quantité susceptible de doubler avant [[2040]], à 90 % issus d'[[hydrocarbures fossiles]] il est devenu omniprésent. Et seul environ 9 % du plastique est recyclé (12 % incinérés et le reste mis en décharge ou perdu dans la nature<ref name=NatureTraite2022/>, peu à peu dégradé en [[microplastique]]s et en [[nanoplastique]]s), ce qui fait du déchet plastique un problème préoccupant. |
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En mars [[2022]], les dirigeants mondiaux et les ministres de l'environnement ont entamé des négociations pour un premier traité international (juridiquement contraignant) au monde visant à éliminer la [[pollution plastique]]<ref name=NatureTraite2022/>. |
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== Étymologie == |
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Le mot « [[wikt:plastique|plastique]] » dérive du [[latin]] ''plasticus'', lui-même issu du [[grec ancien]] {{grec ancien|πλαστικός|plastikós}}, « relatif au modelage », dérivé du verbe {{grec ancien|πλάσσω|plássô}}, « mouler, former », dont dérive aussi le mot ''{{page h'|Plasma|plasma}}''. |
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== Historique == |
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[[Fichier:Ve301w.jpg|vignette|Les premiers plastiques industriels très résistants ont été produits à partir du [[lait]]. La [[Bakélite]] a connu un immense succès à partir des [[années 1920]] ; ici sous forme de face avant d'un poste de radio. La [[caséine]] du lait a servi d'agent plastifiant en peinture dès le [[Moyen Âge]] et peut-être bien plus tôt.]] |
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Si l'on peut faire remonter l'histoire des matières plastiques à l'Antiquité, c'est surtout à partir de la fin du {{s-|XIX}} que leur utilisation se développe avec la mise au point de plastiques synthétiques. Des centaines de [[chercheur]]s et de bricoleurs de génie sont à l'origine de cet essor. Les premiers plastiques, artificiels, résultaient de la [[Modification chimique d'un polymère|transformation chimique]] de polymères naturels tels la [[cellulose]] et la [[caséine]] (le squelette macromoléculaire étant préservé lors de cette transformation). La première matière plastique industrielle basée sur un polymère synthétique est la [[Bakélite]]. |
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L'histoire des matières plastiques remonte à l'[[Égypte antique]] : |
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* au {{s-|XV}} av. J.-C., les Égyptiens employaient des [[colle]]s à base de [[gélatine]], [[Colle de caséine|de caséine]] ou [[Colle de sang|d'albumine]]. Ils utilisaient de la gélatine d'os pour le [[Colle à bois|collage du bois]]. Un document daté de [[Années 1470 av. J.-C.|1470 av. J.-C.]] décrit la fabrication de la [[colle d'os]] dans la [[Métiers dans l'Égypte antique#Le travail du bois|construction du mobilier]]<ref>{{Ouvrage|prénom1=Gerhard|nom1=Fauner|prénom2=Wilhelm|nom2=Endlich|traducteur=E. Degrange|titre=Manuel des techniques de collage|titre original={{langue|de|texte=Angewandte Klebtechnik: Ein Leitfaden und Nachschlagewerk für die Anwendung von Klebstoffen in der Technik}}|lieu=Paris/Munich|éditeur=Soproge/[[Carl Hanser Verlag]]|année=1979 (Hanser)-1984 (Soproge)|pages totales=234|passage=10-11|isbn=978-3-446-12767-8|isbn2=3-446-12767-4}}.</ref>{{,}}<ref>Description sur les fragments d'un bas-relief provenant du tombeau du vizir [[Rekhmirê]], de [[Thèbes (Égypte)|Thèbes]], en 1470 av. J.-C. (d'après G. Fauner et W. Endlich, cités plus haut).</ref> ; |
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* fin du {{s-|XV}} : [[Christophe Colomb]] apporte des plants de [[Ficus elastica|caoutchouc]] {{refnec|appelés ''Cao'' ([[bois]]) ''tchu'' (qui pleure) par les [[Amérindiens]]}} ; |
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* [[1736 en science|1736]] : les [[naturaliste]]s [[France|français]] [[Charles Marie de La Condamine]] et [[François Fresneau de La Gataudière]] découvrent le [[caoutchouc naturel]] dans le [[bassin amazonien]] un peu par hasard ; |
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* [[1835 en science|1835]] : [[Henri Victor Regnault]] découvre par accident la [[réaction chimique|réaction]] de [[polymérisation]] du [[chlorure de vinyle]] ; |
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* [[1839 en science|1839]] : l'[[États-Unis|Américain]] [[Charles Goodyear]] découvre par [[sérendipité]] le [[Procédé chimique|procédé]] de [[vulcanisation]] du caoutchouc naturel par le [[soufre]] ; |
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* [[1862 en science|1862]] : l'[[Angleterre|Anglais]] [[Alexander Parkes]] présente la [[Parkesine]] (issue de la cellulose), l'un des plus anciens polymères artificiels, lors de l'[[Exposition universelle]] de [[Londres]]. Cette découverte est à la base de l'industrie plastique moderne ; |
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* [[1870 en science|1870]] : [[John Wesley Hyatt]] invente le [[celluloïd]] (utilisé dans les balles de [[tennis de table]]) qui est considéré comme la première matière plastique artificielle, dont l'origine remonte à [[1856 en science|1856]]. Il est obtenu en plastifiant la [[nitrocellulose]] (issue de la [[nitration]] de la cellulose du bois) à chaud par le [[camphre]]. Il fait suite à un [[embargo]] de boules de [[billard]] en [[ivoire]] pendant la [[guerre de Sécession]] aux États-Unis d'Amérique ; |
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* [[1884 en science|1884]] : [[Hilaire de Chardonnet]] invente la [[viscose]] en [[Dissolution (chimie)|dissolvant]] de l'[[acétate de cellulose]] dans du [[chloroforme]] ; |
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* [[1892 en science|1892]] : le scientifique français [[Auguste Trillat]], travaillant sur la caséine du lait, réussit à la durcir en y ajoutant du [[Méthanal|formol]], et obtient la « pierre de lait », un polymère [[thermodurcissable]] semi-synthétique. En [[1897 en science|1897]], la [[Galalithe]] est inventée par le scientifique allemand Wilhelm Krische et le [[chimiste]] autrichien Adolf Spitteler. Cette matière est plus dure que la [[corne (matière)|corne]], plus brillante que l'[[os]] et plus [[soie|soyeuse]] au toucher que l'ivoire. Bientôt toutes les boules de billard seront en Galalithe. En 1918, commence la fabrication d'articles courants, comme le bouton, le bijou fantaisie, le fume-cigarette ou encore le stylo ; |
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* [[1907 en science|1907]] : |
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** le chimiste [[Belgique|belge]], naturalisé américain [[Leo Baekeland]] découvre les résines formo-phénoliques (sous le nom commercial de [[Bakélite]]), les plus anciens polymères synthétiques industriels ; produites par [[Polymérisation par étapes|polycondensation]] du [[Phénol (molécule)|phénol]] et du [[formaldéhyde]] (famille des [[phénoplaste]]s) ; utilisées à l'origine pour les boîtiers de téléphone, coques de rasoir, poignées de casserole, prises électriques, cendriers{{etc}} ; |
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** la même année, le chimiste [[Allemagne|allemand]] [[Fritz Hofmann (chimiste)|Fritz Hofmann]] réalise les premiers [[Caoutchouc synthétique|caoutchoucs ''synthétiques'']] en polymérisant des [[diène]]s [[système conjugué|conjugués]] ; |
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* [[1908 en science|1908]] : découverte de la [[cellophane]] par le chimiste [[suisse]] [[Jacques E. Brandenberger]] ; |
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* [[1919 en science|1919]] : le chimiste allemand [[Hermann Staudinger]], [[prix Nobel de chimie]] en [[1953 en science|1953]], introduit la notion de [[macromolécule]] puis réalise la polymérisation de nombreux [[monomère]]s [[éthylène|éthyléniques]]. Il peut être considéré comme le père de la science macromoléculaire ; |
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* [[1920 en science|1920]] : premières études des réactions ''phénol-épichlorhydrine'' par Paul Schlack de la société {{Langue|de|texte=[[IG Farben]]}}, conduisant aux résines [[époxyde]]<!-- Terme au SINGULIER --> ; |
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* [[1931 en science|1931]] : première fabrication industrielle du [[polychlorure de vinyle]] (PVC) ; |
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* [[1932 en science|1932]] : après plus de vingt ans de [[recherche scientifique|recherches]], développement par [[Otto Röhm]] et Haas, en collaboration avec la société {{langue|de|texte=IG Farben}}, d'un grand nombre de [[Dérivé (chimie)|dérivés]] [[polyacrylique]]s, dont le [[polyméthacrylate de méthyle]] (PMMA), commercialement connu sous le nom de [[Polyméthacrylate de méthyle|Plexiglas]] ; utilisation : feux arrière et de clignotant, certains carters de véhicule, hublots d'[[avion]], [[fibre optique|fibres optiques]], enseignes lumineuses ; |
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[[Fichier:Rectangular plastic shipping crates in an Italian recycling plant.jpg|vignette|[[Cageot]]s en matière plastique courante (base PE ou PP).]] |
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* [[1933 en science|1933]] : obtention par [[polymérisation radicalaire]] du [[polyéthylène basse densité]] (PEBD) (LDPE en anglais) ([[densité]] ''d''~0,92) par les ingénieurs anglais Eric Fawcett et Reginald Gibson de la firme [[Imperial Chemical Industries|ICI]] en opérant sous très haute pression à environ {{tmp|200|°C}}<ref>La polymérisation [[Radical (chimie)|radicalaire]] de l'éthylène fonctionne sous une pression de 150 à {{nb|300 M[[pascal (unité)|Pa]]}}, soit ~{{nb|1500 – 3000 [[bar (unité)|bar]]}}, l'[[Amorceur radicalaire|amorceur]] étant le [[dioxygène]] ou un [[peroxyde]] organique. Parfois, les [[réacteur (chimie)|réacteurs]] de polymérisation [[explosion|explosaient]] à la barbe de leurs [[chimiste|manipulateurs]].</ref>. Le [[polyéthylène]] ou polyéthène (PE) est la seule [[polyoléfine]] qui puisse être obtenue par [[Polymérisation radicalaire|voie radicalaire]] ; |
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* [[1935 en science|1935]] : |
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** les [[polyamide]]s (PA) (connus sous le nom de [[nylon]]<ref name="OQLF" />) sont sortis des [[tube à essai|éprouvettes]] du chimiste américain [[Wallace Hume Carothers]] travaillant pour [[DuPont|Du Pont de Nemours]]<ref>Pour affiner le procédé de fabrication, les responsables de Du Pont décidèrent de mobiliser pas moins de 230 chercheurs.</ref>. En [[1938 en science|1938]], la firme annonce officiellement la découverte d'une [[fibre synthétique]] « aussi solide que l'[[acier]], aussi fine que la toile d'araignée, et d'un magnifique [[éclat]] ». Ce fut le premier plastique technique à haute performance, avec en particulier un coefficient de [[Tribologie|friction]] faible. Applications : fait ses preuves dans les [[parachute]]s des [[GI (soldat)|G.I.]] au moment du [[Bataille de Normandie|Débarquement]], puis utilisé dans la confection de [[bas]] ; [[engrenage]]s, cages de [[roulement mécanique|roulement à billes]], corps de [[perceuse]], têtes de [[maillet (outil)|maillet]], visserie plastique, semelles de chaussures de football ; |
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** fabrication industrielle du [[polystyrène]] (PS) à {{Langue|de|texte=[[Ludwigshafen]]}}, suivie d'un rapide développement en Allemagne ; |
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* [[1936 en science|1936]] : la société [[Rhône-Poulenc]] crée le [[Rhodoïd]], à base d'acétate de cellulose ; |
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* [[1937 en science|1937]] : [[Otto Bayer]] synthétise les premiers [[polyuréthane]]s, aussi appelés poly[[carbamate]]s<ref>Le sigle générique des polyuréthanes est PUR, mais les polyuréthanes [[thermoplastique]]s (à chaînes linéaires) sont souvent désignés par TPU.</ref> ; applications : adhésifs, fibres [[élasthanne|Spandex]], « [[Mousse (matière)|mousses]] » pour matelas et coussins, sièges d'[[automobile]]{{etc}} ; |
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* [[1938 en science|1938]] : [[Roy Plunkett]], un chimiste américain de Du Pont de Nemours, découvre par hasard le [[polytétrafluoroéthylène]] [formule moléculaire (-CF{{ind|2}}-){{ind|''n''}}] (PTFE) (principalement connu sous le nom commercial de [[Téflon]] ; présent dans le [[Gore-Tex|goretex]]<ref name="OQLF">{{lien web|auteur institutionnel=[[Office québécois de la langue française|OQLF]]|url=http://bdl.oqlf.gouv.qc.ca/bdl/gabarit_bdl.asp?id=1275|titre=La typographie - Marques de commerce|année=2002}}.</ref>), un [[isolant thermique|isolant]] qui offre une excellente résistance chimique à la [[Thermostabilité|chaleur]] (stable jusqu'à {{tmp|250|°C}} en service continu, avec pointes possibles à {{tmp|300|°C}}). Isolant étanche, il sert dans l'industrie nucléaire militaire, avant de recouvrir dans les [[années 1960]] les [[poêle (cuisine)|poêles]] à frire des cuisines (application de son pouvoir [[Adhésif|antiadhésif]]). Il sert aussi pour les [[Joint (étanchéité)|joints d'étanchéité]]. |
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* 1939: l'[[Exposition universelle de New York 1939-1940]] —{{Citation étrangère|building the world of tomorrow|langue=en}} —, fut largement construite en plastique - les [[Peinture murale|peintures murales]] en [[acétate de cellulose]], des statues et des panneaux en [[Polyméthacrylate de méthyle|Lucite]] ou [[Plexiglas]]; les murs, présentoirs et [[Diorama|dioramas]] en [[Formica (marque)|Formica]] lavables. Temporairement, une {{Citation étrangère|Plasti-City|langue=en}} visionnaire fut créée, sortie des usines chimiques et des presse de moulage<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Jeffrey L.|nom1=Meikle|titre=American Plastic: A Cultural History|éditeur=Rutgers University Press|date=1995|isbn=978-0-8135-2235-7|lire en ligne=https://books.google.be/books?id=u_1ePU4GEGAC|consulté le=2022-11-12}}</ref>. La [[Seconde Guerre mondiale]] exacerba les besoins en [[matière première|matières premières]] : |
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* [[1941 en science|1941]] : |
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** la résine « [[mélamine]]-[[Méthanal|formol]] », ''alias'' [[Formica (marque)|Formica]], envahit les cuisines. Cette résine ''très [[dureté (matériau)|dure]]'' fait partie de la famille des [[aminoplaste]]s. Elle a été développée dans les [[années 1930]] et [[années 1940|40]] par des firmes telles [[American Cyanamid]], [[Ciba Specialty Chemicals|Ciba]] et [[Henkel]], mais sans véritable succès commercial. Ses propriétés élevées de résistance à la plupart des produits chimiques, à la chaleur, à la lumière, à l'[[usinage par abrasion|abrasion]] et au feu expliquent son succès dans l'immédiat [[après-guerre]]. Les aminoplastes sont par ailleurs utilisés comme [[adhésif]]s/[[liant]]s dans l'industrie du bois ; |
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** les [[silicone]]s (SI), ''[[Thermostabilité|thermostables]]'' dotés de propriétés antiadhésives ; utilisation dans les industries électrique, [[aéronautique]] et du [[Génie biomédical|biomédical]] ([[isolant électrique|isolants électriques]] puis [[Fluide (matière)|fluides]] amortisseurs dans les [[trains d'atterrissage]] des avions, [[chirurgie plastique]], [[b:fr:Tribologie/Lubrifiants/Lubrifiants liquides|huiles]] de moteur, mastics, [[peinture (matière)|peintures]], [[cosmétique]]s{{etc}}) ; |
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** découverte du [[polytéréphtalate d'éthylène]] (PET, PETE) par John Rex Whinfield et James Tennant Dickson. |
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Pour couvrir ses besoins, l'Allemagne, rapidement privée de ses ressources en [[Latex (botanique)|latex]] naturel, avait produit durant la [[Première Guerre mondiale]] du caoutchouc [[Buna (caoutchouc)|Buna]]<ref>[[Mot-valise]] formé avec les deux premières lettres de [[Buta-1,3-diène|butadiène]] et de natrium, [[sodium]] en allemand (l'[[Amorçage (chimie)|amorceur]] de la [[polymérisation anionique]] du butadiène est le sodium).</ref>, un [[ersatz]] de cette [[Substance chimique|substance]]. Ses recherches sur de nouvelles matières se poursuivirent au cours de la Seconde Guerre mondiale (réalisées notamment par {{langue|de|texte=IG Farben}}) et, en [[1945]], la production de caoutchouc synthétique s'élevait à un million de [[tonne]]s. |
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À partir de la [[Libération de la France|Libération]], l'élan scientifique et technologique insufflé à l'industrie par la guerre se poursuivit et de nouvelles matières furent synthétisées, telles les nouveaux polyamides, le [[polycarbonate|poly(carbonate de bisphénol A)]] et les poly[[acétal]]s. |
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Puis les découvertes de nouvelles matières se firent plus rares : |
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* [[1950 en science|1950]] : synthèse des premiers [[copolymère]]s du [[polystyrène]], marquant une nette amélioration des qualités du PS [[homopolymère]] (tenue au [[Collision|choc]] en particulier, température limite d'utilisation, tenue aux [[solvant]]s organiques) ; |
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[[Fichier:Aldrin Apollo 11.jpg|vignette|Le polycarbonate : une résine transparente comme le verre, la solidité en plus. Utilisée dans les [[verre blindé|blindages]], elle a équipé le casque des astronautes en 1969 sur la Lune.]] |
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* [[1953 en science|1953]] : |
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** les chercheurs Bottenbruch, Krimm et Schnell de [[Bayer AG]] découvrent le [[polycarbonate]] (PC), un polymère très transparent et extrêmement résistant aux chocs. Il a équipé le casque des [[astronaute]]s pour la [[Programme Apollo|mission]] [[Apollo 11]] en [[1969 en aéronautique|1969]]. Utilisation : dans plus de 80 % des visières de [[casque de moto]], [[disque compact|CD]], [[biberon]]s incassables, phares d'automobile, profilés de toiture, vitres de [[cabine téléphonique]], vitres pare-balles, châssis d'ordinateurs portables{{etc}} ; |
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** le chimiste allemand [[Karl Ziegler]] et son équipe découvrent fortuitement un système [[Catalyse|catalytique]] permettant la polymérisation linéaire de l'[[éthylène]] (ou ''éthène'') sous pression modérée (de l'ordre de {{nb|2 à 3 MPa}}), produisant le [[polyéthylène haute densité]] (PEHD, ''d''~0,95) au faible degré de [[Chaîne latérale|ramification]] ; |
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** L'entreprise [[Gilac|GILAC]] produit la première [[Cuvette (récipient)|cuvette]] en [[polyéthylène]] française. |
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* [[1954 en science|1954]] : un an plus tard, le chimiste [[italie]]n [[Giulio Natta]] met au point, utilisant les catalyseurs « Ziegler », le [[polypropylène]] (ou polypropène) ''isotactique'' (PP ou PPi pour le différencier du polypropène syndiotactique de sigle PPs). Ziegler et Natta se partagent le prix Nobel de chimie en [[1963 en science|1963]] grâce à [[Catalyse de Ziegler-Natta|leurs travaux]] en [[Chimie macromoléculaire|science des polymères]]. Remarque : le PP atactique présente peu d'intérêt économique ; |
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* [[1955 en science|1955]] : travaux de la société [[Chevron (entreprise)|{{langue|en|texte=Phillips Petroleum}}]] sur la polymérisation linéaire coordinative sous relativement basse pression de l'éthylène, grâce aux catalyseurs stéréospécifiques, fournissant le [[polyéthylène haute densité|PEHD]] ; |
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* [[1961 en science|1961]] : commercialisation de l'Estane ([[Goodrich|{{langue|en|texte=BF Goodrich}}]]), un polyuréthane thermoplastique (TPU en anglais). Autre exemple d'[[élastomère thermoplastique]] (TPE ou TPR en anglais) : le copolymère séquencé (copolymère ''bloc'') SBS ou poly([[styrène]]-b-[[Buta-1,3-diène|butadiène]]-b-styrène) ; |
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* [[1965 en science|1965]] : découverte par les chercheurs [[Stephanie Kwolek]] et Herbert Blades de la firme Du Pont de Nemours d'un « super-nylon », le [[Kevlar]], une fibre [[aramide]] légère et particulièrement résistante<ref>L'ancien coureur cycliste anglais [[Chris Boardman]] a battu le [[Record de l'heure cycliste|record du monde de l'heure]] sur un [[Bicyclette|vélo]] en Kevlar de {{nb|7.1 kg}} en [[1993 en sport|1993]].</ref> : |
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** à la déchirure et aux chocs : [[gilet pare-balles|gilets]] et vitres pare-balles, couches anti-perçage ; |
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** au feu : casques et vestes des [[Pompier|sapeurs-pompiers]], [[gant]]s de cuisine{{etc}} Son grand succès dans ce domaine est aussi dû à l'interdiction de l'[[amiante]] ; |
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** à la [[corrosion]] (voiles, amarres de pétrolier) ; |
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* dans les [[années 1990]], le [[terpolymère]] [[acrylonitrile butadiène styrène|ABS]] tend peu à peu à remplacer les résines « mélamine-formol ». C'est une matière plus noble que le polystyrène, très utilisée en habillage d'équipements [[électroménager]]s (corps d'aspirateur), pour jouets rigides, enjoliveurs, parfois en [[emballage]] ([[couvercle]]s), en accessoires de [[salle de bains|salles de bains]] et dans l'industrie ; |
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** l'ABS existe aussi en version translucide (M-ABS dit ABS transparent) ; |
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** il est [[métal]]lisable par [[galvanoplastie]] pour imiter l'[[aluminium]] ; utilisation : contenants en cosmétique… ; |
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** il peut être mélangé avec du polycarbonate pour former un [[mélange de polymères]] PC/ABS (noms commerciaux {{nobr|Anjablend A}}, Bayblend, Pulse) (pièces pour automobiles). Le [[Noryl]] est un autre exemple de [[mélange de polymères|mélange polymère-polymère]] ; |
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* [[2000 en science|2000]] : pour le développement des [[polymère conducteur|polymères conducteurs]] [[wikt:intrinsèque|intrinsèques]], les chercheurs [[Alan Heeger]], [[Alan MacDiarmid]] et [[Hideki Shirakawa]] sont récompensés par le prix Nobel de chimie. |
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Les [[Plastique renforcé de fibres|plastiques armés]] ([[matériau composite|matériaux composites]]) [typiquement les résines [[polyester]]s et époxyde<!-- Terme au SINGULIER --> [[Plastique à renfort de verre|renforcées fibres de verre]] ([[verre]] : ''d''~2,5)], plus légers à [[résistance des matériaux|résistance]] égale que l'acier ou l'aluminium, et insensibles à la corrosion, sont des matériaux non traditionnels. Certains types sont de plus en plus utilisés dans le secteur aéronautique<ref>L'industrie aéronautique fait notamment appel aux fibres peu denses de Kevlar (fibres non cassantes, ''d''~1,45) et de [[fibre de carbone|carbone]] (''d''~1,74). Par exemple, les matériaux composites représentent 35 % du poids de l'[[Airbus A400M Atlas]].</ref>. |
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De nouveaux plastiques plus respectueux de l'[[environnement]] ([[Valorisation des déchets en matière plastique|recyclage]] et [[biodégradation|biodégradabilité]] améliorés), moins dépendants du [[pétrole]] (réduction de coût), thermostables, plus transparents, incassables, [[inflammabilité|ininflammables]] ou originaux sont en voie de développement. |
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{{Article connexe|Bioplastique}} |
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== Technique == |
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=== Caractéristiques === |
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Elles varient beaucoup selon les types de plastique dont le spectre propriétés des matériaux plastiques ne cessent de s'améliorer. |
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On constate l'emploi grandissant de pièces en matières plastiques à la place de pièces métalliques, souvent plus onéreuses, plus sensibles à la corrosion, ou plus lourdes. Certaines caractéristiques techniques diffèrent notablement de celles des métaux : |
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* la densité des matières plastiques non expansées est nettement plus faible que celle des métaux (hors [[magnésium]]) : de 0,83 (cas du poly-4-méthyl-pentène-1 désigné par [[polyméthylpentène|PMP]]) à 2,15 (PTFE), avec 1,2 comme valeur moyenne. La densité d'un polymère est directement fonction du [[taux de cristallinité]]. Par ailleurs, la rigidité et la résistance mécanique augmentent avec ce taux ; |
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* température de transformation plus basse : couramment comprise entre {{tmp|100|°C}} (le PS est facile à travailler : [[extrusion|extrudable]] dès {{tmp|85|°C}}) et {{tmp|300|°C}} (le PC est injecté vers {{tmp|300|°C}}). Les bioplastiques sont transformés de {{tmp|160|200|°C}}, contre environ {{tmp|220|°C}} pour des [[Matériau composite|{{langue|en|texte=compounds}}]] ordinaires équivalents ; |
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* [[déformation élastique|élasticité]] plus élevée (jusqu'à 800 % d'[[allongement à la rupture]] pour le PEHD) ; |
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* [[thermostabilité]] des polymères thermoplastiques nettement inférieure à celle des métaux. Rares sont les plastiques résistant à plus de {{tmp|250|°C}} pendant de longues périodes dans l'air. Des modifications structurales, particulièrement parmi les matières thermoplastiques, permettent d'élargir le domaine thermique d'utilisation vers les basses ou hautes températures ; |
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* [[module d'élasticité]] plus faible (le module du PEBD est peu élevé : [[Module de Young|''E'']]~{{nb|200 MPa}} ; à l'opposé, les aminoplastes présentent un module très élevé). Une incorporation croissante de fibres augmente le module d'élasticité et la [[États limites ultime et en service|contrainte à la rupture]] ([[ténacité]]) du composite. La dilatation thermique des matériaux est inversement proportionnelle à leur module de [[essai de traction|traction]]. Le [[coefficient de dilatation]] des polymères thermoplastiques est supérieur à celui des métaux ; |
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* tenue (ou résistance) aux agents chimiques : en règle générale, les polymères résistent aux [[acide]]s et aux [[base (chimie)|bases]] [grande inertie chimique du PTFE et du PE (en raison de sa structure [[paraffine|paraffinique]])]. Ils sont cependant sensibles aux solvants (bonne tenue du PTFE, PBT et PA-6,6) ; |
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* les polymères ont un comportement [[Viscoélasticité|viscoélastique]]. En effet, ils démontrent simultanément des propriétés [[loi de Hooke|élastiques]] et un caractère [[viscosité|visqueux]]. Dans ce dernier cas, la matière [[fluage|s'écoule]] en réponse à une [[tenseur des contraintes|contrainte]] ; |
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* certains plastiques sont des [[Amortissement physique|amortissants]] [[vibration|vibratoires]] ; exemples : ABS, copolymère bloc SIS [ou poly(styrène-b-[[isoprène]]-b-styrène)] ; intérêt en [[acoustique|vibroacoustique]] ; |
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* la plupart des polymères thermoplastiques [[matière amorphe|amorphes]] non [[charge (substance)|chargés]] (et non colorés…) sont transparents (PMMA, PC, PS « cristal »{{etc}}) ; |
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* certains plastiques manifestent une grande résistance à l'impact (PC, PET, PMMA{{etc}}) ; |
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* certains sont résistants à l'abrasion (PTFE, PVC rigide, polyamides, PET, aminoplastes{{etc}}). Le PTFE possède un [[Coefficient de frottement|coefficient de friction]] particulièrement faible qui lui permet d'être un [[lubrifiant solide]] ; |
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* des déchets plastiques très stables peuvent rester des siècles durant dans l'environnement ; ils peuvent cheminer dans des organismes et ceux qui se fixent ont un effet inconnu. |
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Les matrices [[Composé organique|organiques]] sont des isolants thermiques et électriques, ainsi que les fibres de renfort (sauf [[fibre de carbone|fibres de carbone]])<ref>L'introduction de poudres d'aluminium dans les polyacétals ou les polyamides a permis d'obtenir des moulages [[conductivité électrique|conducteurs]] pouvant être [[Galvanoplastie|plaqués]] avec des métaux.</ref> : |
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* la [[conductivité thermique]] des polymères est environ cent fois plus faible que celle des métaux ; ainsi, beaucoup de matières plastiques, en particulier les mousses, sont utilisées comme isolants ; |
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* [[conductivité électrique]] très faible ; les plastiques servent traditionnellement pour l'[[isolant électrique|isolation]] de [[fil électrique|fils]] et câbles électriques (PTFE, PEHD). |
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{| class="wikitable" style="text-align: center" |
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|+ Caractéristiques physiques ''moyennes'' de quelques polymères thermoplastiques usuels<ref>Les caractéristiques dépendent de la masse molaire, du procédé de fabrication, du taux d'humidité et du taux de cristallinité.</ref>. |
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! scope="col" | Code |
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! scope="col" | [[Densité]] |
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! scope="col" | [[Taux de cristallinité|Taux de<br>cristallinité]]<br>(%) |
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! scope="col" | [[température de transition vitreuse|''T''{{ind|v}}]]<br>(°C) |
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! scope="col" | [[Point de fusion|''T''{{ind|f}}]] ou ''T''{{ind|r}}<br>(°C)<ref>''T''{{ind|f}} et ''T''{{ind|r}} désignent la température de fusion d'un [[polymère semi-cristallin]] et la température de ramollissement d'un polymère amorphe, respectivement. Cette dernière peut être mesurée simplement en laboratoire par la [[Point de ramollissement bille et anneau|méthode « bille et anneau »]].</ref> |
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! scope="col" | ''T''{{ind|maxi}}<br>(°C)<ref>Température maximale d'utilisation en continu.</ref> |
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! scope="col" | Module [[Module de Young|''E'']]<br>(G[[pascal (unité)|Pa]]) |
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| ABS || 1,04-1,12 || 0 || 85-125 || 105-120 || 70-85 || 2,5 |
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|- |
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| PA-6 || 1,13 || 50 || 52 || 215 || 85 || 1 |
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|- |
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| PA-6,6 || 1,14 || 50 || 57 || 260 || 90 || 1,5 |
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|- |
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| PC || 1,20 || 0 || 150 || 220-250 || 120 || 2,4 |
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|- |
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| PE-HD || 0,95 || 80-95 || −110 || 124-135 || 90 || 0,8-1,2 |
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|- |
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| PE-LD || 0,92 || 50-70 || −110 || 100-125 || 70 || 0,15-0,3 |
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|- |
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| PET amorphe || 1,30 || 0 || 65-80 || 255 || 100 || 2,7 |
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|- |
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| PET cristallin || 1,40 || 40 || 65-80 || 260 || 100 || 4,1 |
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|- |
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| PMMA || 1,18 || 0 || 105 || 130-140 || 60-90 || 3 |
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|- |
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| PP || 0,91 || 60-70 || −10 || 165 || 100 || 1,3 |
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|- |
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| PS « cristal » || 1,05 || 0 || 80-100 || 100 || 60 || 3,2 |
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|- |
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| PVC rigide || 1,38 || 0-5 || 80 || 100-120 || 65 || 2,4 |
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|} |
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=== Chimie et composition générale === |
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==== Notions de chimie macromoléculaire ==== |
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[[Fichier:Syndiotactic polypropene.png|vignette|Les plastiques prêts à l'emploi sont souvent constitués de longues chaînes [[chimie organique|carbonées]]<ref>Les [[silicone]]s sont des [[Polymère inorganique|polymères minéraux]] car constitués d'enchaînements -[[silicium|Si]]-[[oxygène|O]]-.</ref>. Ils sont en général dérivés de [[combustible fossile|combustibles fossiles]] (pétrole, gaz naturel, charbon). Diverses substances (charges, plastifiant(s) et additifs), dont la proportion en masse peut être majoritaire, sont incorporées lors de la fabrication.]] |
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La matière de base (la résine) est un polymère<ref>Certaines substances (monomères non polymérisés, résidus catalytiques, impuretés diverses{{etc}}) peuvent être présentes involontairement dans la résine. Une phase de lavage de la résine peut les éliminer.</ref>. Les résines des matières plastiques sont issues de produits intermédiaires (éthylène, [[propylène]], [[acétylène]], [[benzène]]{{etc}}) dont les matières premières sont le [[raffinage du pétrole|pétrole]] (notamment grâce au procédé de [[vapocraquage]] du [[naphta]]), le [[gaz naturel]]<ref name=SFC>[http://91.121.18.171/sfc/Donnees/mater/plast/matplast%5B3%5D.htm Lire en ligne], [[Société chimique de France|Société française de chimie]], ''Matières plastiques'', {{8e}}{{éd.}}, 2009.</ref> et le [[houille|charbon]]. |
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Un polymère est une substance composée de [[macromolécule]]s. Une chaîne polymère est constituée d'un grand nombre d'[[Motif de répétition|unités monomères]]. La [[viscosité]] et la [[résistance des matériaux|résistance mécanique]] d'un polymère augmentent avec le [[degré de polymérisation]] (''DP'' ou ''n'') ; ce dernier définit la longueur des chaînes<ref>L'indice de fluidité (MFI, voir plus loin), par exemple, est une mesure de masse molaire moyenne d'un échantillon de thermoplastique. Ces deux quantités sont inversement proportionnelles, ainsi un échantillon d'un indice de fluidité élevé, bien que facile à transformer, aura une résistance mécanique relativement faible.</ref>. |
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Si le degré de polymérisation est supérieur à {{nb|3000}}, le produit sera une ''matière plastique'' ; le ''DP'' peut atteindre six millions. |
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Les matières plastiques sont synthétisées par [[polymérisation]] de monomères ou de ([[Pré-polymère|pré-]]) polymères : |
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* les polymères monodimensionnels (linéaires ou [[polymère ramifié|ramifiés]]) résultent de la polymérisation de monomères ''[[valence (chimie)|bivalents]]'' ; |
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* les polymères tridimensionnels sont formés par polymérisation de monomères dont la valence moyenne est ''supérieure à deux'', ou par ''[[réticulation]]'' (par voie chimique ou physique) de polymères linéaires. |
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La polymérisation est un [[Procédé chimique|processus]] important dans l'[[industrie chimique]] car les polymères en résultant doivent présenter les propriétés souhaitées, notamment, la durabilité, l'inertie chimique vis-à-vis de nombreux produits, l'élasticité, la transparence et les résistances mécanique et thermique. |
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Il existe deux catégories de [[polymérisation]]s : |
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* les [[polymérisation par étapes|polymérisations par étapes]], faisant appel à des polycondensations (conduisant par exemple aux polyamides ; la réaction se fait par élimination de molécules simples, surtout l'eau) ou à des [[Polymérisation en chaîne|polyadditions]] (pour produire par exemple les polyuréthanes). Les polymères obtenus contiennent souvent des [[hétéroatome]]s [[Caténation|caténaires]], tels les polyamides avec l'[[atome]] d'[[azote]] ; |
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* les [[polymérisation en chaîne|polymérisations en chaîne]]. Suivant le type de [[centre actif]], on distingue les [[polymérisation radicalaire|polymérisations radicalaires]], [[polymérisation cationique|cationiques]], [[polymérisation anionique|anioniques]] ou [[polymérisation coordinative|coordinatives]] (dans ce quatrième cas, le centre actif propageant est un [[Complexe (chimie)|complexe]] de coordination entre le monomère et un atome de [[métal de transition]] tel le [[titane]] ou le [[zirconium]]). Cette seconde catégorie concerne essentiellement des monomères [[vinyle|vinyliques]] qui conduisent à des polymères constitués d'enchaînements -[[carbone|C]]-[[carbone|C]]-. |
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Pour améliorer certaines propriétés, les matières plastiques du commerce sont parfois constituées d'une résine de base modifiée par une autre résine ou un élastomère (intérêt de la [[polymérisation|copolymérisation]]). |
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Il n'existe pas de macromolécules bidimensionnelles préparées par synthèse. |
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Il existe quatre procédés de préparation des polymères : [[Procédé de polymérisation|polymérisation en masse, en solution, en suspension et en émulsion]]. Exemples : les polymères thermoplastiques PE, PVC et PS peuvent être synthétisés par ces quatre méthodes de polymérisation. La copolymérisation fournissant l'ABS s'effectue le plus souvent par le procédé en émulsion aqueuse, grâce à la formation de [[micelle]]s. |
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==== Formulation d'un polymère ==== |
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Elle joue un rôle important. Les charges, plastifiants et additifs sont incorporés et dispersés dans la matrice de la résine pour en améliorer les caractéristiques (e x: résistance thermique, au feu, chimique, aux chocs, aux U.V ou au vieillissement, [[masse volumique]], [[couleur]]{{etc}}) ou sa [[plasturgie|mise en œuvre]] (souplesse…)<ref>Pour divers thermoplastiques, les charges ne sont pas indispensables, mais depuis [[1950]] et avec les crises de l'énergie, elles sont de plus en plus incorporées pour réduire les coûts. Les matériaux thermodurcissables moulés contiennent toujours des charges ; ils sont ''ailleurs souvent qualifiés de matériaux composites.</ref>. |
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Pour les usages courant, alimentaire surtout, la [[formulation]] doit être non toxique. Une [[fiche de données de sécurité]] (FDS) de la préparation doit être disponible pour tous. |
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[[Fichier:Compounding.png|vignette|Production de [[Granulé plastique|granulés]] ([[Matériau composite|compoundage]], ou ''{{langue|en|texte=compounding}}'' en anglais) à partir du formulat (polymère formulé) homogène, au moyen d'un malaxeur-extrudeur et d'une extrudeuse. Les granulés seront utilisés, par exemple, pour le moulage par injection.]] |
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On distingue (liste non exhaustive) : |
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* la (les) [[résine (constituant)|résine(s)]] de base : source de la [[Cohésion (physique)|cohésion]] du matériau ; |
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* les [[charge (substance)|charges]], qui diminuent le coût de la pièce et/ou apportent des propriétés spécifiques, souvent d'autant mieux que leur [[granulométrie]] est fine ; avec jusqu'à plus de 100 % d'incorporation en masse dans le matériau polymère pour certains [[plastisol]]s. |
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On distingue : |
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** les charges minérales (poudres en général) : [[carbonate de calcium]] naturel<ref>La [[craie]], très utilisée, est la charge la moins chère. Elle est souvent enrobée avec par exemple de l'[[acide stéarique]] pour améliorer la dispersion dans la matrice.</ref>, [[Dioxyde de silicium|silices]] naturelles, silice synthétique (amorphe, agent [[thixotropie|thixotropique]]), [[talc]], [[argile]], [[kaolin]], [[noir de carbone]], [[graphite]], [[barite]] (d~4,4), ferrite de baryum{{etc}}, |
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** les charges organiques ; ex : farine de bois (faible coût) ou d'écorce de fruits, pâte de cellulose, amidon (améliore la ''biodégradabilité''), poudre élastomère (antichoc){{etc}} ; |
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** charges métalliques : elles améliorent la résistance aux UV ou peuvent rendre la matrice organique partiellement [[Conductivité électrique|conductrice]] (ajout de poudres ou paillettes d'aluminium, cuivre, zinc, plomb {{etc}}) ; |
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** les charges renforçantes fibreuses, améliorant les caractéristiques mécaniques, la tenue thermique et la stabilité dimensionnelle du composite (diminution du [[Retrait plastique|retrait]]) (fibre de verre, [[mica]]{{etc}}). L'amiante, en raison des risques pour la santé, n'est plus utilisé ; |
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** charges renforçantes non-fibreuses (« microbilles » de verre creuses en général), allégeant la résine ainsi chargée, la rendant plus rigide, plus isolante, plus [[Essai de compression|résistante à la compression]]. |
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** nouvelles applications : |
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*** argile nanométrique (très fine), incorporée jusqu'à 5 % (pour [[nanomatériau|nanocomposites]] et emballages de bouteilles), |
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*** [[céréale]]s, (jusqu'à 50 % d'incorporation pour améliorer la recyclabilité{{refnec}}), |
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*** [[lin cultivé|lin]] : pour augmenter la dureté du [[polypropylène]]... ; |
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* le(s) [[Plastifiant pour matière plastique|plastifiant]](s) : diluant(s) peu volatil(s) de faible [[masse molaire]], à l'[[état solide]], ou à l'état [[liquide]] (plus ou moins visqueux) ; ils rendent en particulier le composé obtenu plus flexible, plus résilient et diminuent la [[température de transition vitreuse]] et la température de [[Mise en forme d'un matériau|mise en œuvre]] ; ajouté(s) en proportion variable (d'une faible proportion jusqu'à 50 % d'incorporation dans certains plastisols) ([[phtalate]]s, [[adipate]]s, [[sébaçate]]s, [[phosphate]]s, [[polyester]]s{{etc}}) ; |
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* [[additif]]s. |
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===== Additifs ===== |
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Généralement incorporés en faible proportion (mais parfois jusqu'à 50 % du poids de la résine) ils améliorent ou créent certaines propriétés des plastiques. |
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Beaucoup n'ont pas fait l'objet d'une évaluation complète de sécurité en termes de [[toxicologie]] ou d'[[écotoxicologie]] et ils deviennent préoccupants car ils sont souvent écotoxiques et libérés en quantité croissante par les [[Dégradation d'un polymère|plastiques qui se dégradent]], notamment en mer dans le contexte d'une large [[contamination du milieu marin par les plastiques]], croissante depuis les [[années 1950]]. |
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Faute de réglementation internationale, et dans l'attente de l'application du règlement [[enregistrement, évaluation et autorisation des produits chimiques|REACH]], ils sont essentiellement autorisés et contrôlés au niveau national. En Europe, la liste d'additifs de la {{nobr|Directive 2002/72/EC}} concernant les ''matières plastiques et des articles qui entrent en contact avec des produits alimentaires'' est une liste positive (les produits non listés sont interdits) depuis le {{date-|1|1|2010}}. Une liste ancienne est consultable<ref>{{en}} [http://ec.europa.eu/food/food/chemicalsafety/foodcontact/2008_2004_2010_provisional_list_additives_used_plastics.pdf ''Provisional list of additives used in Plastics''] {{pdf}} (à propos de la réglementation européenne sur les additifs des plastiques), 14 août 2008, 6{{nb p.}} (consulté le 11 novembre 2012).</ref>. |
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La [[réticulation]] (formation d'un réseau tridimensionnel à partir de polymères linéaires) permet la synthèse de polymères tridimensionnels. Elle nécessite des durcisseurs, [[catalyseur]]s et/ou accélérateurs<ref>Le matériau non réticulé peut être monocomposant [résine et durcisseur mélangés ; [[cuisson]] nécessaire pour réticuler (déblocage thermique)] ou bicomposant (durcisseur séparé de la résine ; ces deux produits ne sont mélangés qu'au moment de l'emploi).</ref>. |
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[[Fichier:Plastic electrical components.jpg|vignette|Des additifs [[Ignifugation|ignifugeants]] sont inclus dans les résines de composants électriques ou électroniques<ref>Des [[Retardateur de flamme|retardateurs de flamme]] sont utilisés dans les composants qui chauffent ; par exemple, les [[Polybromobiphényle|PBB]] et les [[Polybromodiphényléther|PBDE]], deux groupes de produits chimiques [[Agent ignifuge bromé|bromés]] toxiques. Selon la [[directive RoHS]], les [[Déchets d'équipements électriques et électroniques|équipements électriques et électroniques]] ne doivent pas contenir plus de 0,1 % en poids de PBB et de PBDE.</ref>{{,}}<ref>Facilité de transformation, tolérances serrées, rigidité et tenue en température constituent des contraintes à respecter, suivant l'application.</ref>.]] |
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En [[2014]], les additifs les plus utilisés sont (par quantité décroissante)<ref>{{en}} ''Plastic Additives Market Size, Share & Trends Analysis Report By Function (Stabilizers, Processing Aids), By Product (Plasticizers, Flame Retardants), By Region, And Segment Forecasts, 2015-2022'', 2016, [https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/plastic-additives-market résumé]</ref> : |
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# Les ''[[Plastifiant pour matière plastique|plastifiants]]'' : ils représentaient environ 50 % des additifs pour plastiques vendus dans le monde. Les [[phtalate]]s représentaient 70 % des plus de huit millions de tonnes de plastifiants vendus dans le monde, en 2014 toujours<ref>{{en}} Alexander H. Tullo, ''[http://cen.acs.org/articles/93/i25/Plasticizer-Makers-Want-Piece-Phthalates.html Plasticizer Makers Want A Piece Of The Phthalates Pie]'', ''[[Chemical & Engineering News]]'', {{vol.|93}}, {{n°|25}}, 2015, {{p.|16–18}}.</ref> ; |
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# Les [[Retardateur de flamme|retardateurs de flamme]] : pour réduire ou empêcher les phénomènes de [[combustion]] (jusqu'à 10 % d'incorporation) ([[hydroxyde d'aluminium]], [[phosphonate]]s{{etc}}) ; indispensables chaque fois que la [[sécurité]] est en jeu car la plupart des matières plastiques sont particulièrement [[inflammable]]s ; ils doivent être stables dans le temps, peu ou pas toxiques<ref>Les composants (boîtiers, supports de contact électrique, connecteurs{{etc}}) en polymère sont largement utilisés dans les secteurs très exigeants de l'électricité et de l'électronique.</ref> ; |
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# Les modificateurs d'impact : ce sont des molécules ou atomes qui rendent le plastique plus résistant au poinçonnement et à la casse, à basse température notamment ; |
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# Les [[antioxydant]]s et autres stabilisants : ils retardent la [[Dégradation d'un polymère|dégradation du polymère]] : stabilisants au [[dioxygène]] ([[antioxydant]]s ; tels certains [[Phénol (groupe)|phénols]] à [[encombrement stérique]] ou la [[diphénylamine]]<ref>Les [[Amine aromatique|amines aromatiques]] sont interdites pour les matériaux à usage alimentaire.</ref> ; pour les ABS, PE, PS{{etc}}), à l'[[ozone]] (antiozonants ; concerne par exemple les polymères issus du [[Buta-1,3-diène|butadiène]]) ; |
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# Les agents [[biocide]]s ([[fongicide]]s et/ou [[bactéricide]]s en général) : [[asepsie]], pour résister à l'attaque des [[micro-organisme]]s, en milieu humide ou hospitalier par exemple ; |
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# Les stabilisants [[ultraviolet|UV]] (anti-UV) : tels les [[Absorptivité molaire|absorbeurs]] UV et les [[désactivateur]]s<ref>Une application de l'[[analyse thermogravimétrique]] (ATG) est orientée vers l'étude des domaines de stabilité thermique et des cinétiques de dégradation (influence d'additif antioxydant, dosage d'eau, de solvant) ou vers la mesure du taux de résine d'un matériau composite.</ref>. |
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Autres additifs : |
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* stabilisants thermiques : ils facilitent la mise en œuvre (et secondairement pour la [[Thermostabilité|résistance à la chaleur]] en utilisation, par exemple pour les PVC, PMMA{{etc}}) ; |
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* agents gonflants : obtenir un produit-mousse (composé cellulaire peu dense, la densité peut atteindre 0,005) ; un gaz peut être libéré par la décomposition chimique de l'agent sous l'action de la chaleur (isolation, sièges et volants d'automobile{{etc}}) ; |
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* lubrifiants : faciliter la mise en œuvre en augmentant le glissement (jusqu'à 2 % d'incorporation) ([[cire]]s, [[stéarate de calcium]]{{etc}}) ; |
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* promoteurs d'[[adhésion]] : améliorer l'adhésion sur le verre, les fibres de verre ou sur un métal ([[Silane (famille de composés)|silanes]], [[titanate]]s, [[espèce chimique|composés]] contenant des [[groupe fonctionnel|groupes]] [[Polarité (chimie)|polaires]]{{etc}}) ; |
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* [[agent antistatique|agents antistatiques]] : ils s'opposeront aux dépôts de poussières en rendant le plastique conducteur en surface ; en effet, la plupart des polymères sont de faibles conducteurs électriques ; |
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* [[solvant]]s : pour peintures ([[enduction]]), adhésifs{{etc}} ; |
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* [[colorant]]s : ce sont des [[pigment]]s solides insolubles qui sont ajoutés au polymère, tels le [[noir de carbone]], divers [[oxyde métallique|oxydes métalliques]] ou des colorants organiques<ref>Certains colorants organiques posent problème en injection car modifiant la viscosité du mélange et donc le remplissage du moule. Ils doivent être stables à la température de mise en œuvre (parfois jusqu'à {{tmp|280|°C}}). Exemples : [[Colorant azoïque|azoïques]] et [[Colorant anthraquinonique|anthraquinoniques]].</ref> solubles dans le polymère). |
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Certains de ces additifs sont multifonctions : ainsi, le noir de carbone (ou ''{{Langue|en|texte=[[carbon black]]}}'') est utilisé depuis très longtemps dans l'industrie des matières plastiques sous forme [[poudre|pulvérulente]], à la fois comme pigment, comme stabilisant (à l'oxydation, aux ultraviolets et à la chaleur), comme [[nanotechnologie|nanocharge]] de renforcement des propriétés mécaniques des élastomères et comme conducteur électrique. |
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=== Propriétés === |
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==== Propriétés thermiques ==== |
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[[Fichier:Structures of macromolecules.png|vignette|Relation structure-propriétés : chaînes linéaires (cas des polymères thermoplastiques, schéma de gauche) et réseau de molécules (thermodurcissables, à droite).]] |
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On peut classer les polymères en deux types, en fonction de leur comportement à la chaleur : les ''thermoplastiques'' (polymères linéaires, ramifiés ou non) et les ''[[thermodurcissable]]s'' [polymères tridimensionnels (réticulés)]<ref>Dans la structure linéaire, les chaînes moléculaires peuvent se déplacer plus facilement que dans la structure réticulée. Une structure tridimensionnelle, qui ne permet pratiquement aucune rotation autour des liaisons, élève la rigidité moléculaire et par suite modifie les propriétés physico-chimiques.</ref> : |
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* portés à une température suffisante (au-dessus de leur température de transition vitreuse ''T''{{ind|v}} ou de [[fusion (physique)|fusion]] ''T''{{ind|f}}), les polymères ''thermoplastiques'' se trouvent à l'état « fondu » (état [[mécanique des fluides|fluide]] ou [[Déformation d'un matériau|déformable]]) et sont donc susceptibles de s'écouler sous l'action d'une contrainte. Cela permet leur [[Mise en forme d'un matériau|mise en forme]] au moyen des techniques habituelles (thermoformage, extrusion, injection{{etc}}). L'opération peut se répéter plusieurs fois ; |
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* les polymères ''thermodurcissables'' durcissent (''réticulent'') lors d'un premier chauffage (ou éventuellement à température ambiante). Dans le domaine des peintures, c'est une propriété très souvent mise à profit. Un apport de chaleur peut déclencher une réaction de polymérisation tridimensionnelle qui crée des pontages entre les chaînes de polymères et durcit de manière irréversible le matériau. |
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==== Propriétés mécaniques ==== |
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[[File:PE ramificaciones y cristalitas.png|thumb|Représentation schématique des formes réticulées (ramifiées) et de cristallites lors de la polymérisation du [[Polyéthylène]]]] |
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Les polymères thermodurcissables sont souvent rigides et [[fragilité|cassants]] et les polymères thermoplastiques et les élastomères montrent une résistance mécanique médiocre et très affectée par la température. |
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La structure moléculaire des matériaux polymères [[Mécanique des milieux continus|solides]] peut être soit : |
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* semi-[[cristal]]linne ; [présence de zones cristallines ([[cristallite]]s et [[sphérolite]]s) et existence d'un intervalle de [[Point de fusion|fusion]] étroit qui permet une transition rapide de l'état solide ou pâteux à l'état fluide, par élévation de température], à morphologie hétérogène (exemples : PE, PPi, PA, polyesters thermoplastiques, POM [(-CH{{ind|2}}-O-){{ind|''n''}}], PTFE) ; |
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* [[matière amorphe|amorphe]], montrant un ramollissement progressif par élévation de température (PS et ses copolymères, PMMA, PC, PVC<ref>Le PVC est un polymère amorphe ou faiblement cristallin, selon les [[Grade (matériau)|grades]].</ref>{{etc}}). |
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Remarque sur l'influence de la ''[[tacticité]]'' : un polymère atactique (PMMA, PS{{etc}}), dont la chaîne macromoléculaire présente une forme géométrique irrégulière, ne peut pas cristalliser, contrairement à un polymère isotactique ou syndiotactique. |
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Les propriétés thermomécaniques d'un polymère dépendent de sa structure moléculaire et son « taux de cristallinité ». ainsi, lors de l'injection, un plastique amorphe est plus tolérant [process plus aisé, retrait (''{{langue|en|texte=shrinkage}}'' en anglais) plus faible au refroidissement] qu'un polymère semi-cristallin (qui a une prédisposition à cristalliser), et le retrait de la matière semi-cristalline est plus important que celui de la matière amorphe, car sa structure est plus compacte (le « module de Young » augmente lorsque le taux de cristallites augmente. Inversement, la limite de déformation élastique diminue). |
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Les propriétés d'un plastique technique sont souvent jugées optimales quand la cristallinité moyenne permet de combiner une résistance mécanique et thermique de la phase cristalline à la [[résilience (physique)|résilience]] de la phase amorphe (pratiquement 50 à 60 %). |
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La plupart des thermoplastiques ne sont pas utilisés au-dessus de {{tmp|120|°C}}, température à laquelle se produit un ramollissement (pour les amorphes) ou une fusion (pour les semi-cristallins), qui supprime les propriétés mécaniques. Les polymères thermoplastiques amorphes sont utilisés en dessous de leur ''T''{{ind|v}}, à l'état [[verre|vitreux]]. En principe, les matières thermodurcissables ont une meilleure tenue thermomécanique (à la chaleur, au feu, au [[fluage]], faible retrait{{etc}}) et chimique que les thermoplastiques. Les meilleurs thermostables sont des thermodurcissables. |
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Les matériaux plastiques réagissent aux contraintes d'usage par des [[Déformation d'un matériau|déformations]], changements de couleur et parfois la [[rupture (matériau)|rupture]] selon des seuils qui vont définir leurs ''propriétés d'usage''. Connaître, grâce à la [[science des matériaux|résistance des matériaux]], les ''propriétés intrinsèques'' des plastiques permet de les choisir judicieusement, selon les fonctions qui leur seront assignées et en fonction du degré de recyclabilité ou biodégradabilité qu'on veut leur accorder. |
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Leurs propriétés mécaniques intrinsèques sont évaluées via des [[essai mécanique|essais]] comparatifs, normalisés. En général, on utilise les [[norme et standard techniques|normes]] [[Organisation internationale de normalisation|ISO]], [[ASTM International|ASTM]] et [[Institut allemand de normalisation|DIN]], ou des normes « maisons » lorsque les tests sont directement liés aux propriétés d'usage. Ces tests permettent de prédire les propriétés finales des objets finis. Toutefois, certains caractéristiques structurales liées au degré de cristallinité, à l'orientation des chaînes macromoléculaires, ou aux tensions internes résultant des conditions de mise en œuvre et de refroidissement, peuvent aussi influencer les propriétés de l'objet. Ces propriétés sont dites ''propriétés de transformation''. |
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En résumé, on distingue : |
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* les ''propriétés intrinsèques'' (propres au matériau) ; |
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* les ''propriétés de transformation'' (fonction des méthodes et conditions de mise en œuvre) ; |
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* les ''propriétés d'usage'' (définies par les conditions d'utilisation). |
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Un grand nombre d'[[essai mécanique|essais mécaniques]] utilisés pour [[Caractérisation d'un matériau|caractériser]] les matières plastiques sont inspirées de techniques d'analyse de métaux et autres matériaux (bois, ciments...) telles les mesures du [[module d'élasticité]], de la [[Essai de traction|résistance à la traction]] et de l'[[allongement à la rupture]]. |
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[[Fichier:Courbe.JPG|vignette|[[Caractérisation d'un matériau|Caractérisation]] mécanique : courbe contrainte-déformation établie pour un échantillon de trois matériaux-types.]] |
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Les analyses mécaniques et [[rhéologie|rhéologiques]] sont basées notamment sur des essais de [[Essai de traction|traction]], [[Essai de compression|compression]], [[Module de cisaillement|cisaillement]], [[flexion (matériau)|flexion]] et [[torsion]]. |
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Les équipements d'analyse comprennent les appareils de mesure de l'indice de fluidité à chaud (pour les polymères thermoplastiques) (MFI, ''[[Melt flow index|{{langue|en|texte=Melt flow index}}]]'' en anglais)<ref>Par exemple, si on compare deux types de polymère, une valeur élevée d'indice de fluidité indique une transformation plus facile. Dans des procédés de transformation impliquant des [[Taux de cisaillement|vitesses de cisaillement]] élevées (par exemple le moulage par injection) un polymère d'indice important, et donc de masse molaire peu élevée, doit être choisi (pour minimiser les [[charge (hydraulique)|pertes de charge]] dans les divers circuits d'alimentation, si la matière est injectée dans un moule).</ref>, les appareils de [[dynamomètre|traction]], les [[Extensométrie|extensomètres]], les analyseurs [[calorimétrie différentielle à balayage|DSC]], les [[viscosimètre]]s (de type rotationnel, cône-plan ou capillaire) (pour les thermoplastiques), les analyseurs [[Analyse mécanique dynamique|DMA]] (ces deux derniers instruments sont affectés aux mesures [[système dynamique|dynamiques]]), les appareils de [[Résilience (physique)|choc Izod]] et [[Essai de flexion par choc sur éprouvette entaillée Charpy|choc Charpy]]{{etc}} |
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Pour les polymères solides, un simple essai de traction uniaxial permet de mesurer certaines propriétés mécaniques. |
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Les matériaux se répartissent d'après leur comportement en contrainte-déformation, en trois grandes catégories : rigides (souvent peu [[ductilité|ductiles]] et peu résistants aux chocs), plastiques ou élastomères. Le graphique intitulé « Caractérisation mécanique » obtenu lors d'un essai de traction met en évidence ces trois catégories : |
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* la [[courbe]] A illustre le caractère en contrainte-déformation d'un polymère rigide (module élevé) dont la rupture se produit quasi simultanément à la [[limite d'élasticité]]. Le polymère a un comportement fragile (faible allongement à la rupture) ; |
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* la courbe B montre que le comportement de certains matériaux plastiques est semblable à celui de nombreux matériaux métalliques : la [[déformation élastique]] initiale est suivie d'une [[déformation plastique]]. Le matériau est tenace (fort allongement à la rupture) ; |
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* la courbe C indique une déformation élastique dans un large domaine de déformation ; ce comportement mécanique est typique d'un élastomère. |
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Les matières plastiques ont des propriétés mécaniques influencées par les principaux facteurs suivants : |
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[[Fichier:Courbe2.JPG|vignette|Influence de la température : courbe établie pour un échantillon de plastique à différentes températures.]] |
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* la température ; |
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* la cohésion des polymères ; |
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* la modification des propriétés mécaniques moléculaires des polymères ; |
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* leurs conditions de transformation. |
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Globalement, le module d'élasticité et l'allongement à la rupture des polymères rigides se déterminent de la même façon que dans le cas des métaux. |
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La limite d'élasticité Re des polymères plastiques équivaut sur la courbe à la valeur maximale de la contrainte se situant à la fin de la région élastique linéaire. De plus, la résistance à la traction Rm correspond à la contrainte entraînant une rupture ; elle peut prendre une valeur supérieure ou inférieure à Re. |
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Les propriétés mécaniques des polymères thermoplastiques et des élastomères dépendent fortement de la température (voir le graphique intitulé « Influence de la température »), des contraintes extérieures et du temps d'observation. Une élévation de température fait passer un matériau thermoplastique d'un comportement rigide et fragile à un comportement ductile et tenace. |
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== Transformation == |
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[[Fichier:Plastic extruder.jpg|vignette|Extrudeuse mono-vis pour la production en continu d'un jonc extrudé à partir de la masse du formulat fondu.]] |
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Plus que tout autre matériau, les plastiques offrent un large choix de techniques de transformation. Les produits initiaux [formulations complètes (nommées aussi matériaux polymères), {{langue|en|texte=compounds}}] se présentent sous forme de granulé, poudre, pastille, [[pâte]] ou liquide. Les matières [[hygroscopique]]s (PA, ABS, PBT, PMMA{{etc}}) subissent un préséchage (par étuvage) avant la mise en œuvre afin d'éviter tout défaut lié à l'humidité sur les pièces plastiques. |
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Les états [[déformation plastique|plastique]] ou visqueux sont nécessaires pour mettre en œuvre les techniques de mise en forme des matériaux polymères. |
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Les transformateurs réalisent les objets finis destinés aux utilisateurs à l'aide de matériels et de matières fournies par les producteurs de polymères ou les compoundeurs. |
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[[Fichier:Bi material molding machine.jpg|vignette|Presse à injecter bimatière alimentée par des granulés thermoplastiques<ref>Pour ce modèle, la [[force (physique)|force]] maximale de verrouillage du moule est de {{nb|1370 [[Newton (unité)|kN]]}}, soit {{nobr|~140 « tonnes »}} (unité couramment utilisée dans la profession) ; le volume injectable de chaque unité d'injection est différent.</ref>.]] |
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La mise en forme des polymères thermoplastiques diffère de celle des thermodurcissables : |
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* le [[moulage par compression]] à chaud est le moulage-type des polymères thermodurcissables. Il faut éviter la prise en masse (l'atteinte du « point de gel ») de la matière avant que l'opération de moulage soit terminée. Les temps de polymérisation des thermodurcissables limitent les cadences de production de type industriel ; |
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* le calandrage (passage de la matière entre deux cylindres chauffés), l'extrusion (passage à travers une [[Filière (fabrication)|filière]]) et le moulage par injection sont les techniques de transformation typiques des polymères thermoplastiques. Ces composés autorisent des temps de cycle plus courts. |
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[[Fichier:Blow film PLA-Blend Bio-Flex.jpg|vignette|Film (à base d'un mélange [[polyester|copolyester]]-[[acide polylactique|PLA]]) obtenu par [[extrusion-gonflage]].]] |
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On distingue : |
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* [[Enduction]] de supports divers (métaux, tissus{{etc}}) ; |
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* [[Extrusion]] de cordons, plaques, profilés, tubes<ref>Au débouché d'une filière d'extrudeuse, pour garder au profil une résistance mécanique suffisante, il faut utiliser un polymère de masse molaire suffisamment élevée.</ref>, [[calandrage]], [[extrusion d'un plastique|extrusion]]-calandrage, [[Extrusion d'un plastique#Extrusion-gonflage|extrusion-gonflage]] et extrusion dite ''cast'' (obtention de films), [[Extrusion d'un plastique#Coextrusion|coextrusion]] (films multicouches), [[Extrusion d'un plastique#Extrusion-gainage|extrusion-gainage]] (câbles) ; |
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* [[Moulage par injection|Injection]]<ref>Pour les thermoplastiques, les pressions d'injection sont très élevées (de l'ordre de 50 à {{nb|180 MPa}} selon le matériau) ainsi que les cadences de production (cycle de 10 à {{nb|60 s}} par pièce, environ).</ref>, [[injection d'un plastique|injection]] assistée eau ou gaz, bimatière ; |
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* [[Moulage par soufflage]] ([[extrusion-soufflage]] et [[injection-soufflage]]) et [[rotomoulage]] : pour créer des corps creux (bouteilles, flacons, jouets{{etc}}) ; |
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* [[Thermoformage]], formage sous pression ; |
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* [[Moussage]] (PUR, PS expansé) ; |
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* [[Filage textile|Filage]] à l'état fondu (PP, PET, PA, PE{{etc}}) ; |
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* [[Frittage]] (du PTFE, vers {{tmp|370|°C}} ; du polyéthylène de masse molaire très élevée désigné par [[Polyéthylène de masse molaire très élevée|UHMWPE]] en anglais<ref>La masse molaire du UHMWPE varie de {{nb|1 à 5 e6 g mol−1}} ([[implant]]s chirurgicaux, plaques pour remplacer la glace des [[patinoire]]s, fibres solides pour la fabrication de gilets pare-balles{{etc}}).</ref> ; des [[polyimide|PI]]) ; |
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[[Fichier:Inside the mold.jpg|vignette|Le plastique permet le moulage et le soufflage de formes complexes, en séries industrielles ([[plasturgie]]). Les [[Bouteille en plastique|bouteilles en plastique]] sont ainsi réalisées, à l'aide de techniques très proches de celles utilisées pour les bouteilles en verre.]] |
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* [[Moulage]] par [[Moulage par compression|compression]], [[Moulage par compression-transfert|compression-transfert]], [[Coulage|coulée]], [[Moulage par injection|injection]] : techniques applicables aux thermodurcissables ; |
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* Procédé RIM (''Reaction Injection Molding'') (s'appliquant aux résines polyuréthanes thermodurcissables ; la réaction (réticulation) a lieu dans le [[moule (outil)|moule]]) ; |
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* [[Pultrusion]], [[moulage au contact]], stratification en continu, moulage à la presse, [[enroulement filamentaire]], injection : fabrication de [[Matériau composite|matériaux composites]] ; |
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* [[Usinage]] à l'outil ; |
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* [[Soudure plastique]] (par lame chaude, friction, haute [[fréquence]]{{etc}}) ; |
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* Granulation ([[broyage]] des pièces pour recyclage) ; |
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* Agglomération (ou densification) [récupération, par reformage, de déchets de faibles épaisseurs (films ou équivalents)] ; |
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* [[enrobage|Revêtement]] de supports à partir de poudre plastique : [[fluidisation]], procédé [[électrostatique]], [[thermolaquage]], [[projection thermique|pistolage au chalumeau]] (pour cette dernière technique, une certaine décomposition de la matière est inévitable) ; |
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* [[Traitement de surface|Métallisation]] : [[galvanoplastie|électrolytique]], sous vide, argenture (dépôt par réduction du [[nitrate d'argent]]) ; |
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* [[Traitement de surface|Pré-traitement superficiel]] oxydant par effluve électrique [[ozone|ozonisante]] (procédé [[effet corona|corona]]) avant [[imprimerie|impression]]. |
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== D'un polymère usuel vers une forme d'art == |
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Comme indiqué plus haut, les plastiques de manière générale peuvent donc prendre de multiples formes, résistances, couleurs, propriétés mais aussi et surtout ce sont des matériaux adaptables à un grand nombre de milieux, d'où une large utilisation. C'est pourquoi ils n'ont pas cessé d'être utilisés dans l'art depuis leur création. |
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== Typologie == |
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{{Article détaillé|Classification d'un polymère}} |
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On distingue ''globalement'' (hors [[matériau composite|matériaux composites]]) : |
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* thermoplastiques de [[Matière plastique de grande diffusion|grande consommation]], dits de commodité (hors fibres textiles) ; |
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* thermoplastiques semi-techniques et techniques (hors fibres textiles) ; |
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* autres thermoplastiques (fibres textiles) ; |
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* [[thermodurcissable]]s moulés ; |
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* autres thermodurcissables (peintures, [[vernis (peinture)|vernis]], adhésifs, [[liant]]s pour [[contreplaqué]]s ou pour [[usinage par abrasion|abrasifs]], revêtements divers{{etc}})<ref>Ces matériaux ne sont pas considérés comme des matières « plastiques » car ils sortent du cadre de la plasturgie.</ref>. |
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Autres classifications envisageables : selon leur origine (polymères naturels, artificiels et [[Molécule synthétique|synthétiques]]), leur famille physico-chimique (thermoplastiques, thermodurcissables, thermostables, élastomères), leur structure [polymères linéaires (ou monodimensionnels) et tridimensionnels]<ref>La [[valence (chimie)|valence]] du motif monomère permet de classer les polymères en linéaires et tridimensionnels, mais certaines structures intermédiaires ([[Polymère ramifié|polymères ramifiés]], polymères lamellaires) ne peuvent que difficilement être assimilées à l'une ou l'autre catégorie.</ref>. |
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=== Familles de matières plastiques === |
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==== Thermoplastiques ==== |
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[[Fichier:Video of Heat shrink tube before and after.ogv|vignette|[[Gaine thermorétractable]].]] |
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Les matériaux plastiques composés de polymères à chaîne linéaire ou ramifiée sont en principe fusibles. Les polymères thermoplastiques (ou polyplastes, thermoformables) se déforment et sont façonnables sous l'effet de la [[Transfert thermique|chaleur]], gardant cette forme en refroidissant (analogie avec la [[cire]] des [[bougie]]s). Ce phénomène réversible permet leur recyclage : les objets sont broyés et « refondus » pour en élaborer d'autres. |
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Les thermoplastiques sont par ailleurs solubles dans des solvants spécifiques, ce qui permet leur utilisation comme revêtements et colles. |
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Pour fixer les idées, la plupart des polymères linéaires industriels ont des masses molaires voisines de {{nb|e5 g mol−1}}. Une macromolécule linéaire peut avoir une longueur qui dépasse le dixième de micromètre, ses dimensions latérales restant mille fois plus faibles. |
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Les textiles synthétiques ([[fil textile|fils]] et [[fibre synthétique|fibres]]) sont toujours thermoplastiques. Ils sont apparus en 1940. On compte actuellement plus de quarante types de textiles synthétiques et plus d'un millier de noms commerciaux pour les désigner. |
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==== Thermodurcissables ==== |
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Les polymères [[thermodurcissable]]s prennent leur forme définitive après la [[réaction chimique]] (polymérisation) accompagnant leur transformation. Le réseau tridimensionnel obtenu donne au produit fini son caractère d'irréversibilité thermique. La structure réalisée avec une résine thermodurcissable ne peut varier et se trouve géométriquement figée (analogie avec la cuisson d'un [[œuf (cuisine)|œuf]]). Plus le composé sera tridimensionnel, plus il sera ''rigide'', cassant, insoluble et infusible. |
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Exemple : copolymérisation du [[Colle polyester|polyester insaturé]] en présence de styrène. La structure obtenue est définitive, le [[produit fini]] est infusible donc non transformable et non recyclable. |
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==== Élastomères ==== |
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[[Fichier:Gummisnoddar.jpeg|vignette|Certains [[élastomère]]s sont hautement déformables : ils se caractérisent par la faculté de supporter de grandes [[Allongement à la rupture|déformations]] (jusqu'à environ {{nb|1000 %}}) avant rupture.]] |
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Les [[élastomère]]s sont des polymères à caractère amorphe ou cristallin présentant des propriétés remarquables en élasticité, [[amortissement physique|amortissement]] et étanchéité (air, eau). Ils sont thermoplastiques et deviennent thermodurcissables par [[vulcanisation]]. |
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Ils sont employés en général [[Réticulation|réticulés]], et le plus souvent à une [[température]] supérieure à leur température de [[Transition de phase d'un polymère|transition]] vitreuse, sur le plateau caoutchouteux ; utilisation : fabrication de la gomme des [[pneumatique (véhicule)|pneumatiques]] [contenant principalement du [[Caoutchouc (matériau)|caoutchouc naturel]] (NR) et du copolymère élastomère [[styrène-butadiène]] (SBR)<ref>À ne pas confondre avec le « [[polystyrène choc]] » (SB) qui est un copolymère « bloc » [[styrène]]-[[Buta-1,3-diène|butadiène]] ; la teneur en [[Motif de répétition|motifs]] styréniques du SB est majoritaire.</ref>], [[Bande transporteuse|bandes transporteuses]], tuyaux, [[durit]]s, coussins, [[silentbloc]]s, [[Joint (étanchéité)|joints]], [[Mastic (matériau)|mastics]], [[Gant médical|gants médicaux]], [[chaussure]]s{{etc}} |
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=== Polymères des trois familles de matières plastiques === |
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L'usage prévaut de réserver le terme de matière plastique à trois grandes familles de matériaux, les thermoplastiques, les thermodurcissables et les plastiques techniques<ref name=SFC/>, dont la structure, les propriétés physico-chimiques et de [[plasturgie|mise en œuvre]] (comportement sous l'action de la chaleur et de la pression) diffèrent totalement. Les résines thermoplastiques sont les plus utilisées industriellement. |
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{| class="wikitable" |
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|+ [[Thermoplastique]]s |
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|style="text-align: center;" | '''Codes [[Organisation internationale de normalisation|ISO]] 1043-1'''||style="text-align: center;" | '''Quelques [[Marque déposée|noms commerciaux]]'''<ref>Liste provenant de sources diverses et en partie de : Hüthig Verlag - Regloplas AG/Motan GmbH, ''{{langue|de|texte=Temperaturtabellen}}-{{langue|en|texte=Temperature Tables}}-Tables de Températures'', dans les séries « ''Plast Praxis'' », {{13e}}{{éd.}}, 2002, {{ISBN|3-7785-3019-4}}.</ref>||style="text-align: center;" | '''[[Polymère]]s''' (désignation courante)||style="text-align: center;" | '''Production industrielle depuis'''<ref name=HD>En partie d'après {{langue|de|texte=H. Domininghaus}}, ''Les matières plastiques les plus usuelles'', [[Hoechst|{{langue|de|texte=Hoechst AG}}]].</ref> |
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|[[Acrylonitrile butadiène styrène|ABS]] || Afcoryl, Bayblend ([[Mélange de polymères|mélange]] PC/ABS), Cycolac, Isopak, Lastilac, Lustran, Novodur, Polyflam, Polylac, Polyman, Ronfalin, Terluran, Toyolac, Ugikral, Vestodur || [[Copolymère]] [[acrylonitrile butadiène styrène|acrylonitrile-butadiène-styrène]] (famille des [[styrène|styréniques]]) || années 1950 |
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|[[Acétate de cellulose|CA]] || Cellidor A, Cellon, Lumarith, Rhodialite, [[Rhodoïd]], Setilitte, Trialithe || [[Acétate de cellulose]] ([[cellulose|cellulosique]]) || 1927 |
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|[[Polystyrène|EPS]] || Afcolène, [[Depron]], Hostapor, Polyfoam, Roofmate, [[Sagex]], Styrocell, [[Styrodur]], [[Styrofoam]], Styropor, Vestypor || [[Polystyrène]] expansé (styrénique) || années 1950 |
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|[[Polyamide|PA]] || Akulon, Altech, Amilan, Bergamid, Capron, DuraForm, Durethan, Eratlon, Ertalon, Grilamid, Grilon, Igamid, [[Kevlar]], Latamid, Lauramid, Maranyl, Minlon, Miramid, [[Nomex]], Nylatron, [[nylon]]<ref name="OQLF" />, Nypel, Orgamide, Perlon, Polyloy, Radiflam, Radilon, Renyl, [[Polyamide|Rilsan]], Schulamid, Sniamid, Stanyl (PA-4,6), Staramide, Starflam, Sustamid, Sustaglide, Tactel, Technyl, Trogamid, Ultramid, Versamid, Vestamid, Vydyne, Zytel || [[Polyamide]]s<ref>Les polyamides aliphatiques sont les plus produits [poly[[caprolactame]] (PA-6), polyhexaméthylène adipamide (PA-6,6){{etc}}]. Le PA-11 (Rilsan) est synthétisé à partir d'[[huile de ricin]] ; c'est un bioplastique biosourcé non-biodégradable.</ref> || 1938 (PA aliphatiques), 1961 (PA aromatiques ou aramides : Nomex) |
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|[[Polytéréphtalate de butylène|PBT]] || Arnite, Celanex, Crastin, Deroton, Hostadur, Pocan, PTMT, Tenite, Ultradur, Vestodur || [[Polytéréphtalate de butylène|Poly(téréphtalate de butylène)]] ([[polyester]] saturé) || 1969 |
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|[[Polycarbonate|PC]] || Apec, Axxis, Durolon, Gerpalon, Latilon, [[Polycarbonate|Lexan]], [[Polycarbonate|Makrolon]], Panlite, Plaslube, Polyman, Sunglass, Tuffak, Xantar || [[Polycarbonate]]s || 1956 |
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|[[Polyéthylène|PE]] || Alkathène, Alketh, [[Polyéthylène de masse molaire très élevée|Dyneema]] (UHMWPE), Eltex, Hostalen, Lacqtène, Lupolen, Manolène, Marlex, Moplen, [[Plastazote]], Polystone, Polythen, Sclair, Stamylan, Stamylex, Supralen, [[Ionomère|Surlyn]]<ref>Le Surlyn est un [[ionomère]] : copolymère statistique d'[[éthylène]] avec 1 à 10 % d'un [[acide carboxylique]] insaturé ([[acide méthacrylique]]) ; formation ionique avec des [[cation]]s tels [[sodium|Na]]{{exp|+}}, [[potassium|K]]{{exp|+}} ou [[magnésium|Mg]]{{exp|2+}} (vitres pare-balles…).</ref>, [[Tupperware]], [[Tyvek]], Vestolen A || [[Polyéthylène]] ([[polyoléfine]]) || 1939 ([[Polyéthylène basse densité|PEBD]]), 1955 ([[Polyéthylène haute densité|PEHD]]) |
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|[[Polytéréphtalate d'éthylène|PET, PETE]] || Arnite, Baydur, Bidim, [[Dacron]], Diolen, Ektar, Ertalyte, Hostadur K et A, Kodar, Mélinex, [[Polytéréphtalate d'éthylène|Mylar]], Pocan, Raditer, Rhodester, Rynite, Tenite, [[Polyester|Tergal]], Terphane, [[Polytéréphtalate d'éthylène|Terylene]], Trevira, Ultradur || [[Polytéréphtalate d'éthylène|Poly(téréphtalate d'éthylène)]] (polyester saturé) || 1946 |
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|[[Polyméthacrylate de méthyle|PMMA]] || Acrigel, Altuglas, Altulite, Bonoplex, [[Corian]], Deglan, Limacryl, Lucite, Metacrilat, Oroglas, Perspex, [[Polyméthacrylate de méthyle|Plexiglas]], Resalit, Vitroflex || [[Polyméthacrylate de méthyle|Poly(méthacrylate de méthyle)]] (acrylique) || 1933 |
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|[[Polyoxyméthylène|POM]] || Acetaver, Bergaform, Celcon, [[Polyoxyméthylène|Delrin]], Ertacetal, Hostaform, Kematal, Kepital, Kocetal, Ultraform || [[Polyoxyméthylène|Polyformaldéhyde]] (poly[[acétal]]) || 1958 |
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|[[Polypropylène|PP]] || Amoco, Appryl, Carlona, Eltex, Hostalen PP, Luparen, Moplen, Novolen, Oléform, Polyflam, Profax, Propathene, Prylène, Stamylan P, Trovidur PP, Vestolen P || [[Polypropylène|Polypropène]] (polyoléfine) || 1957 (PPi), 1992 (PPs) |
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|[[Polystyrène|PS]] || Carinex, Edistir, Empera, Gedex, Hostyrène, Lacqrène, Luran, Lustran, Lustrex, [[Noryl]] (mélange PPO/PS), Polyflam, Polystyrol, Riviera, Styranex, Styroflex, Styron, Trolitul, Ursaa, Vestyron || [[Polystyrène]] (styrénique) || 1935 |
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|[[Polyacétate de vinyle|PVAC]] || Elvacet, Hostaflex<ref name=copo>Copolymère [[chlorure de vinyle|CV]]-[[acétate de vinyle|AV]]. La résine à environ 10 % d'AV était utilisée pour le pressage des [[disque microsillon|disques microsillons]].</ref>, Mowilith, Rhovyl, Vinnapas, Vinyon<ref name=copo/> || [[Polyacétate de vinyle|Poly(acétate de vinyle)]] ([[vinyle|vinylique]]) || 1928 |
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|[[Polychlorure de vinyle|PVC]] || Benvic, Breon, Corfam, Darvic, Dynel<ref>Copolymère 60 % [[chlorure de vinyle|CV]]-40 % [[acrylonitrile|AN]] ; fibres ininflammables et résistantes aux agents chimiques ([[filtre (physique)|filtres]] industriels).</ref>, Garbel, Gedevyl, Hostalit, Lacovyl, Lacqvil, Lucolène, Lucovyl, Lucalor, Lucoflex, Micronyl, Mipolam, Nakan, [[film étirable|Saran]]<ref>Copolymère 85 % chlorure de vinylidène-15 % [[chlorure de vinyle|CV]] (code PVDC) ; montre une très faible combustibilité : ILO ([[indice limite d'oxygène]]) = 60 (valeur très élevée, recherchée) (films d'emballage, filtres industriels, tissus d'ameublement, cordages résistants à l'eau).</ref>, [[Skaï]], Solvic, Tefanyl, Trovidur, Ultryl, Vestolit, Vinidur, Vinnol, Vinnolit, Vinoflex, Vinylite || [[Polychlorure de vinyle|Poly(chlorure de vinyle)]] (vinylique) || 1931 |
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|[[Styrène-acrylonitrile|SAN]] || Cifra, Elvan, Kostil, Lacqsan, Luran, Lustran, Restil, Tyril, Vestoran || Copolymère [[styrène-acrylonitrile]] (styrénique) || années 1950 |
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{| class="wikitable" |
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|+ [[Thermodurcissable]]s |
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|style="text-align: center;" | '''Codes ISO 1043-1'''||style="text-align: center;" | '''Quelques noms commerciaux'''||style="text-align: center;" | '''Polymères'''||style="text-align: center;" | '''Production industrielle depuis'''<ref name=HD/> |
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|[[Polyépoxyde|EP]] || [[Araldite]], Devcon, DER, Doroxin, Epikote, Epon, [[Epotek]], Epotuf, Epoxin, Eurepox, Lekutherm, Lopox, Rutapox || [[Polyépoxyde]]s || 1946 |
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|[[Mélamine|MF]] || Arborite, [[Mélamine|Formica]], Hostaset MF, Melochem, Melopas || [[Mélamine|Mélamine-formaldéhyde]] ([[aminoplaste]]s) || années 1920 |
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|[[Phénoplaste|PF]] || [[Bakélite]], Cascophen, [[Catalin]], toile bakélisée (Celoron), papier bakélisé, bois bakélisé, Fluosite, Hostaset PF, Luphen, Micarta, Peracite, [[Tego film]], Trolitan, Tufnol || [[Phénol (molécule)|Phénol]]-[[formaldéhyde]] ([[phénoplaste]]s) || 1910 |
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|[[Polyuréthane|PUR]] || Baydur, Bayflex, Baygal, Cyanapren, Daltoflex, Definal, Desmodur, Desmolin, Estolan, Lupranat, Lupranol, Luvipren, Moltopren, Napiol, Scurane, Urepan, Voranol, Vulkolian, Vulkollan || [[Polyuréthane]]s [[réticulation|réticulés]] || 1940 |
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|[[Aminoplaste|UF]] || Aerodux, [[Aerolite (adhésif)|Aerolite]], Beckamin, Cascamite, Hostaset UF, [[Kaurit]], Pollopas, Prystal, Urochem || [[Urée]]-[[formaldéhyde]] (aminoplastes) || 1923 |
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|[[Polyester|UP]] || Hostaset UP, Leguval, Palatal, Pregmat, Ukapon, Vestopol || [[Colle polyester|Polyesters insaturés]] || 1950 |
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{| class="wikitable" |
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|+ Plastiques techniques |
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|style="text-align: center;" | '''Codes ISO 1043-1'''||style="text-align: center;" | '''Quelques noms commerciaux'''||style="text-align: center;" | '''Polymères'''||style="text-align: center;" | '''Production industrielle depuis''' |
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|[[Polytétrafluoroéthylène|PTFE]] || Algoflon, Ertaflon, Fluon, Gaflon, Halon, Hostaflon, Polyflon, Soreflon, [[Téflon]], Voltalef || [[Polytétrafluoroéthylène]] ([[fluoropolymère]]) || 1942 |
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|} |
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Les [[polyimide]]s, le [[polytétrafluoroéthylène]] et les [[silicone]]s peuvent être classés dans les [[Thermostabilité|thermostables]]<ref>Leur thermostabilité est respectivement due à la présence de noyaux phénylènes, de [[fluor]] et de [[silicium]].</ref> ou les polymères techniques. |
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== Économie == |
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L'importance économique des matières plastiques est majoritaire dans la chimie industrielle. Leur percée est telle que leur consommation actuelle en volume est supérieure à celle des métaux. |
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=== Production === |
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[[File:Der Kunststoff-Planet.svg|thumb|upright=1.2|Tendance asymptotique de l'évolution de la production à échelle planétaire ; au début des [[années 2000]], plus de plastique a été créé en une décennie qu'au cours des 40 années précédentes. Depuis, la production a explosé. Le diagramme montrant la production de plastique à partir de [[1950]] en millions de tonnes ; plus de la moitié du plastique produit l'a été en 10 ans, de 2000 à 2020.]] |
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[[Fichier:Production de plastiques.svg|vignette|upright=1.2|Évolution de la production des plastiques entre [[1950]] et [[2012]], en Europe et dans le monde. <br>l'[[Union européenne]] en produit proportionnellement moins, mais en importe beaucoup, de Chine notamment]] |
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==== Monde ==== |
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Entre [[1950]] et [[2017]], selon l'Atlas du plastique de la [[fondation Heinrich Böll]], {{nb|9.2 Gt}} (milliards de tonnes) de matières plastiques ont été produites. Sur plus de {{nb|400 Mt}} (millions de tonnes) produites chaque année dans le monde, contre {{nb|2 Mt}} en [[1950]], {{nb|158 Mt}} sont utilisées par le secteur de l'emballage. 40 % environ des produits en plastique sont jetés au bout de moins d'un mois<ref name="10graph">{{Lien web|langue=fr|titre=La crise du plastique en dix graphiques |url=https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/la-crise-du-plastique-en-dix-graphiques-1181798 |périodique= [[Les Échos]]|auteur= Muryel Jacque |date=4 mars 2020}}.</ref>. 51% de tous les plastiques sont produits en Asie, où le plus grand producteur est la Chine<ref>https://www.plasticseurope.org/application/files/5716/0752/4286/AF_Plastics_the_facts-WEB-2020-ING_FINAL.pdf</ref>. |
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La production mondiale de plastiques augmente régulièrement ; {{nb|1.5 Mt}} en 1950<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=Michel Biron|titre=Thermoplastics and Thermoplastic Composites|éditeur=William Andrew|année=2012|passage=31|isbn=}}.</ref>, {{nb|280 Mt}} en 2011<ref>{{Lien web|auteur=Roselyne Messal|url=http://www.lactualitechimique.org/larevue_article.php?cle=3173|titre=La valorisation des déchets plastiques en Europe et en France : encore des progrès à faire…|série={{n°}}371-372|date=février-mars 2013|site=lactualitechimique.org|éditeur=''[[L'Actualité chimique|L'Act. Chim.]]''|page=12|consulté le=11 mars 2013}}.</ref>, {{nobr|311 millions}} de tonnes en 2014<ref name=":0">{{Lien web|langue=en|titre=Plastics - the facts 2015|sous-titre=An analysis of European plastics production, demand and waste data|url=https://issuu.com/plasticseuropeebook/docs/finalplasticsthefacts2015ebookwebve|site=Issuu|éditeur=PlasticsEurope|année=2015|consulté le=2016-04-12}}.</ref>, {{nobr|322 millions}} de tonnes en 2015<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=Tuula Honkonen|auteur2=Sabaa A. Khan|titre=Chemicals and Waste Governance Beyond 2020|éditeur=Nordic Council of Ministers|année=2017|passage=37|isbn=}}.</ref>. La production mondiale de plastiques cumulée depuis 1950 se monte à {{nb|8.3 milliards}} de tonnes (6,3 sont des déchets, dont seuls 9 % ont été recyclés, 12 % ont été incinérés et 79 % accumulés dans des décharges ou dans la nature) et pourrait atteindre {{nb|25 milliards}} de tonnes d’ici à 2050, selon une étude publiée le {{date-|19 juillet 2017}} dans la revue ''{{langue|en|Science Advances}}''<ref>{{lien web|url=https://www.lemonde.fr/pollution/article/2017/07/19/depuis-1950-l-homme-a-fabrique-8-3-milliards-de-tonnes-de-plastiques_5162660_1652666.html|titre=Depuis 1950, l’homme a fabriqué {{nobr|8,3 milliards}} de tonnes de plastiques|éditeur=lemonde.fr|date=20 juillet 2017|auteur=Clémentine Thiberge |consulté le=20 juillet 2017}}.</ref>. Avec une production mondiale de ~{{nb|54 Mt}} en 2001, le polyéthylène [(-CH{{ind|2}}-){{ind|''n''}}] est un polymère de synthèse très consommé<ref>Le PVC, le PP et le PE ont des prix très bas, voisins d'un millier d'€/[[Tonne|t]] (gros volumes de production) ; à l'opposé, le [[Polyétheréthercétone|PEEK]] ou certains polyimides coûtent environ cent fois plus cher (en 2008).</ref>. [[Matière plastique de grande diffusion|Les plus répandus]] sont le polypropylène [(-CH{{ind|2}}-CH(CH{{ind|3}})-){{ind|''n''}}], le polyéthylène, le poly(chlorure de vinyle) [(-CH{{ind|2}}-CH(Cl)-){{ind|''n''}}], le polystyrène, le polyuréthane et le poly(téréphtalate d'éthylène) (PET, PETE). |
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Le PET et le poly(carbonate de bisphénol A) (PC, thermoplastique technique) connaissent une forte progression depuis les années 1990. La production totale du PET était de ~{{nb|18 Mt}} en 2001. |
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==== Europe ==== |
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La production de matières plastiques de l'Union européenne a augmenté de 10,2 % en 2021 ; elle dépasse de 4,7 % celle de 2019, après sa chute durant la [[Crise économique liée à la pandémie de Covid-19|crise du Covid-19]]<ref name="Échos21062022">[https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/la-production-de-matieres-plastiques-repart-de-plus-belle-1414816 La production de matières plastiques repart de plus belle], [[Les Échos]], 21 juin 2022.</ref>. |
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==== France ==== |
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La production de plastique a augmenté de 6,1 % en France en 2021 ; elle reste inférieure de 2 % à son niveau de 2019<ref name="Échos21062022"/>. |
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La production de plastique a augmenté de 7,8 % en France de 2016 à 2017<ref>{{Lien web|url= https://lvsl.fr/la-production-de-plastique-va-augmenter-de-40-dans-les-10-ans-qui-viennent-entretien-avec-jacques-exbalin/|titre= « La production de plastique va augmenter de 40 % dans les 10 ans qui viennent » – Entretien avec Jacques Exbalin|périodique= [[Le vent se lève (magazine)|Le vent se lève]]|date= 2019-6-17|auteur= Pierre Gilbert}}.</ref>. Chaque année, {{nb|11200 tonnes}} de déchets plastique français sont déversés dans la [[mer Méditerranée]]<ref>{{Lien web|url= https://www.lemonde.fr/planete/article/2019/06/07/chaque-annee-11-200-tonnes-de-dechets-plastiques-francais-penetrent-la-mediterranee_5473043_3244.html|titre= Chaque année, {{nb|11200 tonnes}} de déchets plastique français polluent la Méditerranée|date= 2019-6-7|auteur= Sylvie Burnouf|périodique= [[Le Monde]]}}.</ref>. Les rivières sont également atteintes par la pollution aux [[microplastique]]s<ref>{{Lien web|url= https://france3-regions.francetvinfo.fr/normandie/surfrider-alerte-pollution-aux-microplastiques-nos-riviere-1670913.html|site= [[France 3 Normandie]]|titre= Surfrider alerte sur la pollution aux microplastiques dans nos rivières|auteur= Raphaëlle Besançon|date= 2019-5-17}}.</ref>. Selon le [[commissariat général au développement durable]], d'après PlasticsEurope (en 2019), 22 % des déchets plastiques du pays et 26 % des déchets d’emballages plastiques sont recyclés<ref name=rapEnvCGDD2019>{{Lien web|auteur institutionnel= [[Commissariat général au développement durable]]|date= 28 octobre 2019 |url=https://www.vie-publique.fr/catalogue/271414-lenvironnement-en-france-en-2019-rapport-de-synthese|titre= L'environnement en France en 2019 |sous-titre= Rapport de synthèse|passage=149-150}}.</ref> ; et des mesures visant à réduire ou supprimer l’utilisation du plastique sont présentes dans le plan Biodiversité (2018), dans la loi pour la reconquête de la biodiversité (2016), dans la loi de transition énergétique pour la croissance verte (2015){{etc}} La feuille de route pour l’économie circulaire vise 100 % des déchets plastiques recyclés en 2025<ref name=rapEnvCGDD2019/>. |
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=== Consommation === |
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[[Fichier:European plastics demand in 2012.svg|vignette|Demande européenne de plastiques par secteur en 2012.]] |
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La production mondiale de matières plastiques a progressé de 4,5 % par an en moyenne depuis 1990, selon les estimations de PlasticsEurope pour 2018. La planète consomme trois fois plus de plastique qu'il y a 25 ans, 200 fois plus qu'en 1950. Le potentiel de croissance dans les pays émergents est énorme : un Africain ou un Indien utilise en moyenne 4 kg de plastique par an, contre 60 à 80 kg pour un Européen ou un Américain, selon l'[[Agence internationale de l'énergie]] (AIE). L'emballage est le principal débouché : 36 % de la consommation totale, suivi par la construction : 16 % et le textile : 15 %<ref name="Échos12062019">[https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/environnement-lindustrie-du-plastique-face-a-une-pression-sans-precedent-1028307 Environnement : l'industrie du plastique face à une pression sans précédent], ''Les Échos'', 12 juin 2019.</ref>. |
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La consommation par habitant était de {{nb|92 kg}} de plastique en Europe occidentale en 2000. La consommation globale de plastique est passée de {{nb|5 Mt}} dans les [[années 1950]] à presque {{nb|100 Mt}} en 2010<ref>Zhao R. X., Torley, P. et Halley, P. J. (2008), ''Emerging biodegradable materials: starch- and protein-based bionanocomposites'', ''Journal of Materials Science'', 43, 3058-3071, cité ''in'' Robinson D. K. R. et Morrison M. J. (2010), ''Nanotechnologies for food packaging: Reporting the science and technology research trends: Report for the ObservatoryNANO'', août 2010, sur ''observatorynano.eu''</ref>. |
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Au sein de celle-ci, le plastique utilisé à des fins éphémères représente plus de 44 % du total ; les activités de ''[[Packaging|{{Langue|en|texte=packaging}}]]'' ([[emballage]]) forment la plus grande partie de cet usage « jetable » des plastiques et, au sein du {{Langue|en|texte=packaging}}, le {{Langue|en|texte=packaging}} à usage [[agroalimentaire]] représente plus de la moitié, en poids, du total<ref>Marsh K. et Bugusu B. (2007), ''Food Packaging—Roles, Materials, and Environmental Issues'', ''Journal of Food Science'', 72, R39-R55, cité ''in'' Robinson D. K. R. et Morrison M. J. (2010), ''Nanotechnologies for food packaging: Reporting the science and technology research trends: Report for the ObservatoryNANO'', août 2010, sur ''observatorynano.eu''</ref>. |
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En 2012, outre le {{Langue|en|texte=packaging}}, les secteurs du [[bâtiment (construction)|bâtiment]], de l'[[Construction automobile|automobile]], de l'[[électricité]]-[[Électronique (technique)|électronique]] et de l'[[agriculture]] sont des forts consommateurs de plastiques<ref name=":0" />. |
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{{clr}} |
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=== Applications === |
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[[Fichier:Schutzhelm.jpg|vignette|[[Casque de protection pour l'industrie|Casque de sécurité]].]] |
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[[Fichier:Intermediate bulk containers.jpg|vignette|[[IBC (conteneur)|Conteneurs pour vrac]].]] |
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De nombreux [[Secteur d'activité|secteurs d'activité]] utilisent les matières plastiques<ref>Liste en partie d'après {{Ouvrage|langue=fr|prénom1=Jean|nom1=Bost|titre=Matières plastiques|sous-titre=Chimie - applications|lieu=Paris|éditeur=Technique et documentation|année=1980|numéro d'édition=1|pages totales=437|passage=430-436|isbn=2-85206-068-X}}. ({{2e}}{{éd.}}, 1985 {{ISBN|978-2-85206-287-0}})</ref> : |
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* agriculture ; |
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* ameublement, articles de bureau ; |
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* articles ménagers et électroménagers ; |
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* emballage et manutention ; |
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* industries : du bois • chimique • électrique et électronique • métallique et métallurgique • papetière • des peintures, vernis et adhésifs (revêtements, mastics, insonorisants{{etc}}) • textile - vêtements et accessoires (casques…) ; |
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* jouets, loisirs et sports ; |
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* maroquinerie, chaussures et articles de voyage ; |
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* médecine, pharmacie et hygiène ; |
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* optique ; |
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* publicité (enseignes, panneaux) ; |
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* transports (automobile, ferroviaire, marine, aéronautique, aérospatial) ; |
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* travaux publics, génie civil et bâtiment ; |
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* etc. |
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== Bioplastiques == |
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{{Article détaillé|Bioplastique}} |
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Le marché des polymères biosourcés [polymères pour lesquels une partie des matières premières provient de [[ressource renouvelable|ressources renouvelables]] (surtout, le [[maïs]], le [[blé]], l'[[eucalyptus]] et la [[pomme de terre]])] a connu une expansion importante depuis une dizaine d'années. Les [[bioplastique]]s commercialisés contiennent entre 30 et 100 % de ressources renouvelables. L'utilisation de [[biomasse (énergie)|biomasse]] renouvelable atténue le [[réchauffement climatique]] par réduction d'émission de [[gaz à effet de serre]] ([[dioxyde de carbone|CO{{ind|2}}]]). |
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Les bioplastiques disponibles sur le marché sont de 20 à 30 % plus chers que les plastiques d'origine [[pétrochimie|pétrochimique]]. Cependant, l'augmentation de la part « ressources renouvelables » associée à l'augmentation des volumes de production aboutiront à une offre économiquement attractive. |
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Ces matériaux sont souvent à base d'[[amidon]] (polymère abondant, peu cher et facilement transformable) et de fibres (naturelles) de bois, de lin, de [[chanvre]], de [[sisal]] ou de [[jute (plante)|jute]]. |
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Les bioplastiques restent cantonnés à des usages limités, principalement dans l'emballage (en remplaçant par exemple le [[Polytéréphtalate d'éthylène|PET, PETE]]), qui concentre 90 % de l'activité<ref>Journée Technique ''Les Biopolymères se transforment !'' du 16 octobre 2008, [[Plastics Vallée|Pôle Européen de Plasturgie]] (PEP), [[Oyonnax]].</ref>. |
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== Environnement == |
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[[Fichier:Sinai ecological disaster1.jpg|vignette|Outre qu'ils sont à l'origine d'une consommation importante de pétrole et d'une émission de [[gaz à effet de serre]], les plastiques posent des problèmes [[environnement]]aux lorsqu'ils ne font pas l'objet d'un tri et d'un [[recyclage]] soignés, notamment lorsqu'ils contiennent du [[chlore]] (comme le [[Polychlorure de vinyle|PVC]]) et des [[Élément-trace métallique|métaux lourds]] [[toxicité|toxiques]] tels le [[plomb]] ou le [[cadmium]]. Ici il s'agit de bouteilles s'accumulant dans les buissons du désert du [[Sinaï]].]] |
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=== Bilan écologique === |
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Chaque année, plus de 10 millions de tonnes de plastiques finissent dans les mers et les océans<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |titre=Océans : la lutte contre la pollution plastique encore inadaptée |url=https://unric.org/fr/oceans-la-lutte-contre-la-pollution-plastique-encore-inadaptee/ |site=ONU France |date=2021-07-13 |consulté le=2022-01-23}}</ref> ; une grande partie s'agglomère dans cinq gigantesques [[Gyre océanique|gyres]] dits « soupes de plastiques » ; peu reste en surface, l'essentiel finit sur les côtes ou sombre. Les [[Microplastique|microplastiques]] et [[nanoplastique]]s se retrouvent aujourd'hui dans tous les environnements. |
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Sa production a doublé en vingt ans et devrait à nouveau doubler dans les vingt ans et quadrupler avant 2050. Cette production émet d'énormes quantités de [[gaz à effet de serre]] ; D'après le Center for International Environmental Law, la production de plastique pourrait émettre {{nb|53.5 Gt}} (milliards de tonnes) de {{CO2}} d'ici à 2050, et {{nb|56 Gt}} en ajoutant l'incinération, ce qui représenterait près de 10 % des émissions totales à ne pas dépasser pour respecter l'[[Accord de Paris sur le climat]]<ref name="10graph"/>{{,}}<ref name=NatureTraite2022/>. |
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Sous la pression des consommateurs, relayée par les industries utilisatrices de plastique, les producteurs de plastique cherchent des parades ; l'interdiction des sacs plastiques et des produits à usage unique, en particulier en Europe, ne concerneraient que 3 à 4 % de la demande mondiale de plastique, mais si la pression s'accroît encore et si le recyclage se développe fortement, la croissance annuelle du secteur du plastique pourrait se trouver potentiellement divisée par deux. En janvier 2019, une vingtaine de multinationales (productrices de matières plastiques, consommatrices d'emballages et acteurs de la gestion des déchets) ont lancé la controversée « ''[[Alliance to End Plastic Waste]]'' » (Alliance pour l'élimination des déchets plastiques) qui promet de dépenser au moins un milliard de dollars sur cinq ans pour financer des projets de collecte, de recyclage ou de nettoyage dans les pays émergents<ref name="Échos12062019"/>. |
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Si les [[Analyse du cycle de vie|écobilans]] des bouteilles et de nombreux objets sont complexes, de nombreux impacts sont reconnus. Et selon Nature (2022) {{Citation|Si rien n'est fait, la production et l'élimination des plastiques seront responsables de 15 % des émissions de carbone autorisées d'ici 2050 si le monde veut limiter le réchauffement climatique à 1,5 °C au-dessus des températures préindustrielles}}<ref name=NatureTraite2022>{{Article |langue=en |titre=Landmark treaty on plastic pollution must put scientific evidence front and centre |périodique=Nature |volume=603 |numéro=7900 |date=2022-03-10 |issn=0028-0836 |issn2=1476-4687 |doi=10.1038/d41586-022-00648-9 |lire en ligne=https://www.nature.com/articles/d41586-022-00648-9 |consulté le=2022-03-10 |pages=202–202}}</ref>. |
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==== Phase de production ==== |
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* Les [[combustible fossile|combustibles fossiles]] (pétrole en particulier) utilisés pour la fabrication des matières plastiques sont des sources importantes de [[gaz à effet de serre]]. |
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* La [[Mise en forme d'un matériau|mise en œuvre]] d'une matière plastique utilise souvent des [[granulé plastique|granulés]] industriels semi-finis. Une quantité importante de ces granulés plastiques se retrouve dans le milieu naturel. Cette matière plastique de synthèse est présente sur les plages de toutes les mers du globe<ref>{{Lien web|langue=en|url=http://www.pelletwatch.org/maps/index.html|titre=International Pellet Watch: Call for pellets from world beaches! Global Monitoring of Persistent Organic Pollutants (POPs) using Beached Plastic Resin Pellets|auteur=H. Takada|auteur institutionnel= Laboratory of Organic Geochemistry, Tokyo University of Agriculture and Technology}}.</ref>. Ces petites billes, cylindres ou pastilles de plastique, sont appelés poétiquement « [[Larme de sirène|larmes de sirène]] ». L'origine de ces granulés dans l'environnement est connue : les déversements accidentels, le transport ou les utilisations inappropriées sont en cause<ref>{{Lien web|langue=en|format=pdf|url=http://water.epa.gov/type/oceb/marinedebris/upload/2009_11_23_oceans_debris_plasticpellets_plastic_pellets_summary.pdf|titre=Plastic Pellets in the Aquatic Environment|auteur institutionnel=United States Environmental Protection Agency |date=1993}}.</ref>. Une évaluation initiale de la présence de ces granulés<ref>{{Lien web|url=http://www.ifremer.fr/sextant/fr/web/dcsmm/microparticules;jsessionid=CE1E4600018F1508DAF114605D994AF3|titre=Microparticules|auteur institutionnel= IFREMER}}.</ref> a été réalisée en France en 2011 pour le processus européen de la [[Directive-cadre Stratégie pour le milieu marin]] (DCSMM) et le Bon état écologique<ref>{{Lien web|format=pdf|url=http://wwz.ifremer.fr/dcsmm/content/download/55848/783939/file/BEE-DESCRIPTEUR%2010-V2-16jan2012.pdf|titre=Bon état écologique - Descripteur 10 « Propriétés et quantités de déchets marins ne provoquant pas de dommages au milieu côtier et marin »|prénom=F. |nom=Galgani |auteur institutionnel= IFREMER}}.</ref>. |
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* De nombreux [[additif]]s [[Toxicologie|toxiques]] ([[plomb]], [[cadmium]] en particulier) ont été utilisés pour la fabrication de certaines matières plastiques courantes, telles le PVC. La directive 2000/53/EC de l'[[Union européenne]] en interdit désormais l'utilisation (plomb, cadmium, [[mercure (chimie)|mercure]], [[Chrome hexavalent|chrome VI]]). |
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==== Phase d'utilisation ==== |
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* Des [[Substance chimique|substances chimiques]], en particulier présentes dans le plastique, seraient « au premier rang des accusés » de la chute de la qualité des [[spermatozoïde humain|spermatozoïdes]] (réduite de 50 % depuis 1950) et des maladies liées à l'[[appareil génital]] à travers les [[Perturbateur endocrinien|perturbateurs endocriniens]]. Le 25 novembre 2008, le gouvernement français (à travers l'IRESP, structure de recherche créée par l'[[Institut national de la santé et de la recherche médicale|INSERM]] et vingt partenaires, et l'[[Agence française de sécurité sanitaire des aliments|AFSSA]]) a organisé un colloque sur le thème : « Environnement chimique, reproduction et développement de l'enfant ». Les principaux composés incriminés sont les phtalates et le [[bisphénol A]] (BPA)<ref>« La chimie menace la reproduction humaine », ''[[Le Monde]]'', 25 novembre 2008, {{p.}}1, 4.</ref>, deux substances présentes dans certaines matières plastiques. |
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* Parmi les additifs les plus controversés figure le bisphénol A, très présent dans les plastiques alimentaires et notamment dans 90 % des biberons en 2008. Le BPA est un perturbateur endocrinien. L'Association médicale américaine a publié en octobre 2008 une étude concluant qu'une hausse de la concentration de BPA dans l'urine augmentait de 39 % les risques de [[diabète sucré|diabète]] et de [[maladie cardio-vasculaire]]. Au Canada, tous les biberons contenant du BPA ont été retirés du marché, en application du [[principe de précaution]]. En Europe, l'[[Autorité européenne de sécurité des aliments|EFSA]] estime que les doses de BPA absorbées par les bébés sont trop faibles pour être [[Matière dangereuse|dangereuses]]. Certains fabricants de biberons (Dodie, [[Philips]] AVENT) ont décidé en 2008 de fabriquer des biberons sans BPA mais commercialisés plus chers<ref>''Allô maman bobo !'', ''[[L'Obs]]'', 25 septembre 2008 et [http://hebdo.nouvelobs.com/hebdo/parution/p2290/articles/a384312-all%C3%B4_maman_bobo_.html].</ref>. |
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* L'émanation (relargage) de certains plastiques présents dans l'habitat urbain est connue<ref>Fiche [[Institut national de recherche et de sécurité|INRS]], {{lien brisé|format=pdf|url=http://www.inrs.fr/inrs-pub/inrs01.nsf/intranetobject-accesparreference/ED%205032/$file/ed5032.pdf |titre=Le point des connaissances sur le formaldéhyde}}, {{3e}}{{éd.}}, janvier 2008 (consulté le 25 janvier 2010).</ref>. |
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* La [[combustion]] volontaire ou accidentelle de matières plastiques libère d'importantes quantités de [[fumée]]s souvent épaisses et toxiques, ainsi dans certains cas que des produits tels les [[Élément-trace métallique|métaux lourds]] (plomb, cadmium{{etc}}) qui servaient à les stabiliser et/ou à les colorer. De nombreux [[fumigène]]s faits soi-même le sont avec du plastique, par exemple ceux à base de balles de ping-pong<ref>{{Lien web |titre = Fabrication de fumigènes à partir de balles de ping-pong|url = http://searchexperiment.olympe.in/fumigeneb.php|site =searchexperiment.olymp.in |consulté le = 8 août 2014}}.</ref>. Selon les pompiers, {{Citation|dix kilos de plastique qui brûlent, cela fait {{nb|25000 mètres}} cubes de fumées}}<ref>Hugues Demeude et Pascal Rossignol, [http://www.pompiers.fr/index.php?id=964 ''Feux de navires Les SP sur le pont - Un nouveau GNR feu de navire est mis en place par la DDSC''], sur ''pompiers.fr'', spmag {{n°|954}}, février 2004 (consulté le {{1er}} septembre 2012).</ref>. |
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==== Déchets ==== |
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[[Fichier:Laysan albatross chick remains.jpg|vignette|Déchets plastiques ingérés par un albatros, probablement à l'origine de sa mort.]] |
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Les plastiques, à la différence des polymères naturels, sont peu dégradables et mal [[biodégradation|biodégradés]]. Parmi les produits finaux de dégradation, certains de leurs additifs sont des [[perturbateurs endocriniens]], et d'autres (métaux lourds, colorants ou stabilisants) sont toxiques et non biodégradables. Dans les années 1980, on a constaté que des milliards de [[Microplastique|petits fragments de plastiques]] (dont fils de nylon, rayonne{{etc}} perdus par les filets, mais aussi les [[textile]]s et fils de couture) étaient apportés en mer, jusque dans l'[[océan Austral]], bien au sud de la [[convergence antarctique]], en [[mer de Ross]]<ref>Gregory, Kirk et Marbin, ''Pelagic tar oil, plastics and other litter in surface waters ot the New Zealand sector on the southern ocean, and on Ross dependency shores''. New Zealand Antarctic Record, 6, 1984, {{n°}}1 ({{p.}}131-143).</ref>. On en a depuis trouvé dans toutes les mers du globe. Les [[impact environnemental|impacts environnementaux]] sont importants à moyen ou long terme, en particulier quand les plastiques se dégradent en petites particules et participent au transport de [[polluants organiques]] et organométalliques ou autres (pesticides, hydrocarbures…) qui peuvent être absorbés par les animaux [[filtreur]]s et les poissons et ainsi s'insérer dans la [[Réseau trophique|chaîne alimentaire]]<ref>{{Lien web|langue=fr |titre=Les plastiques, des déchets néfastes pour les écosystèmes |url=https://www.lemonde.fr/planete/article/2012/05/09/les-plastiques-des-dechets-nefastes-pour-les-ecosystemes_1698047_3244.html |site=lemonde.fr|date=09/05/2012|consulté le=26 février 2018}}.</ref>. |
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Les plastiques flottants deviennent des [[Déchet en mer|déchets marins]] qui, même dans des zones éloignées (à plus de {{nb|2000 milles}} marins du continent le plus proche pour les [[îles Midway]]), tuent des espèces protégées et menacées. Les [[sac plastique|sacs plastiques]] mangés par des [[tortue marine|tortues]] qui les confondent avec des [[méduse (animal)|méduses]] ne sont qu'un des exemples. Un autre problème est celui de nombreux [[Diomedeidae|albatros]] qui meurent, le [[gésier]] et l'estomac pleins de dizaines de jouets et objets en plastique, qu'ils ont ingéré en mer ou que leurs parents leur ont apportés au nid. Ces objets sont apportés par les parents à leurs poussins comme s'il s'agissait de nourriture (ils étaient couverts d'œufs ou d'organismes marins comestibles) et à la différence des os ou arêtes avalés par les oiseaux, ils ne peuvent être dissous par les [[digestion|sucs digestifs]] d'aucun animal, ni ressortir de l'estomac des poussins ou adultes qui finissent par en mourir. Les poussins d'albatros sont ainsi nombreux à mourir d'[[faim|inanition]] après avoir ingéré parfois plusieurs dizaines d'objets en plastique ([[bouchon de bouteille|bouchons]], morceaux de [[stylo]]s, [[gadget]]s et autres jouets pour enfants, débris de récipients{{etc}})<ref>{{en}} [http://www.chrisjordan.com/current_set2.php?id=11 ''Photos d'albatros morts à la suite de l'ingestion d'objets en plastique sur les îles Midway'']. Sur les photos, « pas une seule des pièces en plastique n'a été déplacée, placée, manipulée, arrangée ou altérée d'aucune façon » précise le commentaire en anglais.</ref>. On estime que la proportion d'oiseaux marins ingérant du plastique est passée de 5% dans les [[années 1960]] à 90% dans les [[années 2020]]<ref>{{Article|langue=fr|auteur1=April Overall|titre=Contribuez à sauver nos oiseaux de la pollution par les plastiques|périodique=Le blogue de la Fédération canadienne de la faune|date=10 décembre 2021|lire en ligne=https://blog.cwf-fcf.org/index.php/fr/contribuez-a-sauver-nos-oiseaux-de-la-pollution-par-les-plastiques/}}</ref>. |
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<br />Selon une étude publiée en 2011 par l'Institut océanographique de San Diego (Californie), on trouvait en 2009 des morceaux de plastique ingérés dans 1 poisson sur 10 dans le Pacifique Nord, et les poissons vivant aux profondeurs moyennes en ingèreraient {{nb|24000 t/an}} environ<ref>Geneviève De Lacour, brève intitulée [http://www.journaldelenvironnement.net/article/9-de-plastique-dans-le-poisson-du-pacifique,23961 9 % de plastique dans le poisson du Pacifique], ''Journal de l'environnement'', 4 juillet 2011</ref>. |
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Sur la rive nord de la [[mer Méditerranée]], au large des grandes agglomérations, les déchets solides, constitués à 75 % de plastiques, polluent les fonds marins. La [[tortue marine]], espèce en danger pour l'[[Union internationale pour la conservation de la nature|UICN]], s'étouffe avec des sacs plastiques qu'elle prend pour des [[méduse (animal)|méduses]]<ref>[[GEO (magazine)|GEO]], ''Spécial Méditerranée'', groupe Prisma Presse, {{n°|355}} de septembre 2008.</ref>. |
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La combustion de la plupart des matières plastiques libère de nombreux [[polluant]]s et toxiques<ref>{{Lien web|langue=fr|format=pdf|titre=Le brûlage des déchets verts à l'air libre|url=https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/brulage-dechets-verts-air-libre.pdf|site=ademe.fr|consulté le=15 janvier 2020}}.</ref>, en particulier lorsqu'il s'agit de [[Polychlorure de vinyle|PVC]] ([[Composé organochloré|organochloré]]){{refsou}}. |
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En 2012, l'Union européenne plus la Norvège et la Suisse ont produit 25 millions de tonnes de déchets plastiques ; le taux (approximatif) de recyclage des plastiques est égal à 2 % au niveau mondial, à 25 % en Europe et à 20 % en France<ref>{{Lien web |auteur=Gilles van Kote |url=https://www.lemonde.fr/planete/article/2013/11/30/le-plastique-en-voie-d-interdiction-dans-les-decharges-europeennes_3523226_3244.html |titre=Le plastique en voie d'interdiction dans les décharges européennes |date={{1er}} décembre 2013 |site=[[Le Monde|lemonde.fr/planete]] |consulté le= 14 janvier 2014}}.</ref>. |
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Le [[vortex de déchets du Pacifique nord]], le plus grand [[vortex de déchets]] au monde, contient une telle accumulation de plastique qu'il est surnommé le « septième continent ». Une étude du [[WWF]] parue en 2019 indique que la quantité de déchets plastiques accumulée dans l’océan pourrait doubler d’ici 2030 et atteindre {{nobr|300 millions}} de tonnes<ref>{{Lien web|langue=fr|titre=La terre et la mer étouffent sous les déchets plastiques|url=https://reporterre.net/La-terre-et-la-mer-etouffent-sous-les-dechets-plastiques|site=Reporterre|date=2019-3-5}}.</ref>. |
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Un autre phénomène, encore émergent, est la diffusion massive depuis les [[années 1990]] de [[microplastique]]s et [[Microbille de plastique|microbilles de plastique]] dans des centaines de produits cosmétiques, dentifrices, savons et shampoings, que l'on retrouve sous forme de déchets mal retenus par les [[Épuration des eaux|stations d'épuration]], dans les cours d'eau, les lacs et la mer<ref>{{Lien web|auteur=Chelsea M. Rochman, Sara M. Kross, Jonathan B. Armstrong, Michael T. Bogan, Emily S. Darling, Stephanie J. Green, Ashley R. Smyth, and Diogo Veríssimo |titre=Scientific Evidence Supports a Ban on Microbeads |date=3 septembre 2015 |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5b03909 |site=ACS Publication |consulté le=12 fevrier 2022}}. </ref>. |
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===== Dans l'alimentation humaine ===== |
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Le poisson et les fruits de mer sont une source importante de protéines pour les humains (6,1 % des protéines alimentaires dans le monde en 2007<ref>''[http://www.fao.org/docrep/013/i1820e/i1820e01.pdf The State of World Fisheries and Aquaculture 2010]'' {{pdf}}, Food and Agriculture Organization, 2010.</ref>). Les [[microplastique]]s ingérés par les [[poisson]]s, [[Mytilida|mollusques bivalves]] et [[crustacé]]s sont consommés par l'homme qui est situé en fin de [[réseau trophique]]. Selon un rapport commandé par le [[WWF]] à l'[[université de Newcastle (Australie)]], et publié en 2019, un individu moyen pourrait ingérer jusqu'à cinq grammes de plastique chaque semaine.<!-- seulement avec des produits de la mer? --> |
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===== Recherches de solutions ===== |
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Plusieurs chercheurs s'intéressent à la biodégradation du plastique par des microorganismes<ref>{{Lien web |titre=Quarante scientifiques pour évaluer l’hémorragie plastique des fleuves européens|url= https://www.letemps.ch/sciences/quarante-scientifiques-evaluer-lhemorragie-plastique-fleuves-europeens|périodique= [[Le Temps (quotidien suisse)|Le Temps]] |date= 2019-5-23}}.</ref>. En 2019, des chercheurs de l'[[université technique de Crète]] ont notamment découvert que des bactéries étaient capables de digérer le plastique. Ils utilisèrent pour cela deux types de plastiques altérés, du polyéthylène et du polystyrène, qu’ils introduisirent dans une solution salée contenant soit des bactéries pélagiques, soit des bactéries capables de vivre uniquement avec du plastique comme source de carbone. Les scientifiques ont suivi les matériaux durant 5 mois. Les résultats montrèrent que le poids du polyéthylène avait chuté de 7 % et celui du polystyrène de 11 %, donnant ainsi un espoir pour détruire efficacement la pollution plastique océanique et marine<ref>{{Article |langue=en |auteur=Evdokia Syranidou |et al.=oui |titre=Biodegradation of mixture of plastic films by tailored marine consortia |périodique=Journal of Hazardous Materials |volume=375 |date=05/08/2019 2018-8-5 |doi=10.1016/j.jhazmat.2019.04.078 |lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389419305060 |pages=33-42}}.</ref>. |
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En 2019, l’ONG néerlandaise [[Boyan Slat|The Ocean Cleanup]] présente ''The interceptor'', péniche autonome et fonctionnant à l'énergie solaire dont l'objectif est de récupérer les déchets présents dans les rivières à l'aide de flotteurs. Automatique, une fois les bennes remplies, le bateau les ramène vers un [[Installation de transit, regroupement ou tri de déchets|centre de tri]]. Deux prototypes sont expérimentés en [[Indonésie]] et en [[Malaisie]]<ref>{{Lien web |url= https://www.nouvelobs.com/planete/20191027.OBS20350/the-interceptor-une-peniche-ramasseuse-de-plastique-pour-nettoyer-les-fleuves-les-plus-pollues-du-monde.html|titre= « The Interceptor », une péniche ramasseuse de plastique pour nettoyer les fleuves les plus pollués du monde |date= 2019-10-27 |périodique=[[L'Obs]] |auteur institutionnel=[[Agence France-Presse|AFP]]}}.</ref>. |
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=== Recyclage === |
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{{Article détaillé|Valorisation des déchets en matière plastique}} |
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[[Fichier:Recycling truck, China.JPG|vignette|Principe du recyclage : les matières thermoplastiques, à la différence des matières thermodurcissables ou des élastomères, peuvent être récupérées, broyées et transformées pour être réutilisées (ici en [[Chine]]).]] |
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Le [[recyclage]] est un [[Génie chimique|procédé]] de traitement des matériaux qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. |
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Selon l'Atlas du Plastique de la [[Fondation Heinrich-Böll]], sur les {{nb|9200 Mt}} de plastiques produites entre 1950 et 2017, seules {{nb|600 Mt}} ont été recyclées ; {{nb|900 Mt}} ont été incinérées, {{nb|2200 Mt}} sont en cours d'utilisation et {{nb|5000 Mt}} ont été jetées. En 2017, seulement 14 % des emballages plastiques sont recyclés. La France est un des principaux consommateurs de plastique en Europe : elle en utilise {{nb|4.8 Mt}} par an, soit 70 kilogrammes par habitant. Les emballages sont le premier secteur consommateur de plastique (45 %) ; ils sont responsables de près de 60 % des {{nb|3.5 Mt}} de déchets plastiques produits chaque année, et leur taux de recyclage est de 26 %<ref name="10graph"/>. |
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La problématique quant au recyclage des polymères provient essentiellement du fait que ces derniers sont rarement utilisés seuls. Pour faciliter la mise en forme, les procédés industriels ont souvent recours à des plastifiants et des charges. En effet, la fabrication d'une bouteille en plastique « recyclé » par exemple nécessite d'une part du plastique recyclé, et d'autre part du plastique vierge. Le pourcentage actuel de plastique recyclé dans une bouteille en plastique avoisine les 25 %<ref name=":1">{{Article|langue=fr|titre=Les bouteilles d’Evian seront faites avec 100 % de plastique recyclé|périodique= [[Le Parisien]]|date=2018-1-18|lire en ligne=http://www.leparisien.fr/societe/les-bouteilles-d-evian-vont-toutes-etre-faites-en-plastique-recycle-18-01-2018-7507395.php|consulté le=2018-10-23}}.</ref>. Certaines marques comme Évian veulent atteindre un taux de 100 %<ref name=":1" />. D'autres entreprises (Coca Cola par exemple), sont parfois montrées du doigt car elles disent vouloir atteindre un certain taux alors qu'en réalité il semblerait qu'elles ne fassent aucun effort pour atteindre leur objectif<ref>{{Lien web|langue=fr|titre=Cash investigation - Plastique : la grande intox (Intégrale)|url=https://www.youtube.com/watch?v=wZT3drAYIzo&t=7368s|date= 2018-9-12|consulté le=2018-10-23}}.</ref>. Cependant, des nouveaux procédés permettent de recycler les polymères en fin de vie. |
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En raison de leur pouvoir calorifique élevé, ils permettent par [[Incinération des déchets|incinération]] d'en obtenir une valorisation énergétique (production d'électricité ou de chaleur à usage industriel ou domestique). On peut aussi procéder par : |
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* traitement [[mécanique (science)|mécanique]] (lavage, tri, [[broyage]], séparation) ; |
* traitement [[mécanique (science)|mécanique]] (lavage, tri, [[broyage]], séparation) ; |
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{{Références nombreuses|taille=30tyk tyh;,dytk; cdk,|hauteur=g,gh, ud;j; ,,|groupe=yjj hjh hvg;ghyk|références=ghjfxhjx gjyg jgyjh}}{{Autres projets |
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* traitement [[Thermochimie|thermochimique]] ([[solvolyse]], [[pyrolyse]], réaction chimique). |
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La plupart des emballages des produits de la vie quotidienne sont à base de matières plastiques. De nombreuses étapes de transformation du polymère sont pour cela nécessaires. Chaque opération ajoute une valeur au produit. La tendance constatée est que le coût de recyclage augmente considérablement si l'on désire un matériau d'une grande pureté. |
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Pour aider au recyclage des articles jetables, la [[Society of the Plastics Industry|Société de l'industrie plastique]] a conçu en 1988 un système de marquage par type de matière plastique, le [[code d'identification des résines]]. Un emballage utilisant ce système est marqué d'un triangle fléché à l'intérieur duquel se trouve un numéro indiquant le type de plastique utilisé : |
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<div style="width:180px;"> |
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[[Fichier:Plastic-recyc-01.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-02.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-03.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-04.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-05.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-06.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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[[Fichier:Plastic-recyc-07.svg|45px|code recyclage SPI]] |
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<div class="thumbcaption">[[Code d'identification des résines]] thermoplastiques.</div> |
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</div> |
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</div> |
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# PET ou PETE : [[polytéréphtalate d'éthylène|poly(téréphtalate d'éthylène)]] : utilisé habituellement pour les bouteilles d'eau minérale, de sodas et de jus de fruits, les emballages, les [[blister]]s, les rembourrages. Sa dangerosité pour la santé fait débat. Une étude a suggéré que le plastique des bouteilles libère dans l'eau des perturbateurs endocriniens<ref>{{Lien web|url=http://www.lefigaro.fr/sante/2009/04/21/01004-20090421ARTFIG00013-faut-il-bannir-les-bouteilles-d-eau-en-plastique-.php|titre=Faut-il bannir les bouteilles d'eau en plastique ?|date=21 avril 2009|site=lefigaro.fr|consulté le=8 juillet 2016|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111015234233/http://www.lefigaro.fr/sante/2009/04/21/01004-20090421ARTFIG00013-faut-il-bannir-les-bouteilles-d-eau-en-plastique-.php|archivedate=15 octobre 2011}}.</ref>, or les conclusions et la méthodologie de cette étude ont été contestées par d'autres experts et des agences de sécurité alimentaire<ref>{{Lien web|auteur=Jean-François Narbonne|titre=La bouteille en plastique est sans risque pour la santé|url=http://www.lefigaro.fr/debats/2009/05/11/01005-20090511ARTFIG00001-la-bouteille-en-plastique-est-sans-risque-pour-la-sante-.php|site=lefigaro.fr|date=11 mai 2009|consulté le=8 juillet 2016}}.</ref> ; |
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# HDPE ou PEHD : [[polyéthylène haute densité]] : certaines bouteilles, flacons, et plus généralement emballages semi-rigides. Considéré comme sans danger pour l'usage alimentaire ; |
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# V ou PVC : [[polychlorure de vinyle]] : utilisé pour les canalisations, tubes, [[meuble]]s de jardin, revêtements de sol, profilés pour fenêtre, volets, bouteilles de détergents, toiles cirées. Potentiellement dangereux pour l'usage alimentaire (peut contenir des dioxines, du [[bisphénol A]], du mercure, du cadmium) ; |
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# LDPE ou PEBD : [[polyéthylène basse densité]] : bâches, [[Sac poubelle|sacs poubelles]], sachets, films, récipients souples. Considéré comme sans danger pour l'usage alimentaire ; |
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# PP : [[polypropylène]] : utilisé dans l'industrie [[automobile]] (équipements, [[pare-chocs]]), jouets, et dans l'industrie alimentaire (emballages). Considéré comme sans danger pour l'usage alimentaire ; |
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# PS : [[polystyrène]] : plaques d'[[isolant thermique|isolation thermique]] pour le [[Métiers du bâtiment|bâtiment]], barquettes alimentaires (polystyrène expansé), couverts et gobelets jetables, boitiers de CD, emballages (mousses et films), jouets, [[Ustensile de cuisine|ustensiles de cuisine]], stylos{{etc}} Dangereux, notamment en cas de combustion (contient du [[styrène]]) ; |
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# {{langue|en|texte=OTHER}} ou O : tout plastique autre que ceux nommés de 1 à 6. Inclut par exemple les plastiques à base de polycarbonate ; les polycarbonates de {{nobr|bisphénol A}} sont potentiellement toxiques. |
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À partir de 2018, des pays en développement comme la [[Chine]] et l'[[Indonésie]] refusent l'importation de déchets plastiques destinés au recyclage<ref>{{Article |langue=fr |titre=L’Indonésie renvoie vers la France des déchets illégalement importés |périodique= [[Le Monde]] |date=2019-7-30 |lire en ligne=https://www.lemonde.fr/planete/article/2019/07/30/l-indonesie-renvoie-vers-la-france-des-dechets-illegalement-importes_5494837_3244.html}}.</ref>. |
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À partir de 2014, des pays développés comme la [[Chine]] refusent l'importation de déchets plastiques en provenance des États-Unis, en raison de différents commerciaux ou de guerre commerciale<ref name="2022-11-26">Une étude de Greenpeace révèle que le recyclage du plastique est un « concept raté », avec seulement 5% du plastique recyclé aux États-Unis, Cyril Renault, samedi, 26 novembre 2022</ref>{{,}}<ref>https://sain-et-naturel.ouest-france.fr/etude-greenpeace-plastique-recycle.html</ref>. |
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Aux États-Unis, seule une petite parte des plastiques 1 et 2 sont recyclés<ref name="2022-11-26" />. |
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== Projet de traité international == |
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{{article détaillé|Traité international sur la pollution plastique}} |
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<ref>{{Lien web |langue=fr-ca |titre=L'ennemi plastique {{!}} Dossier |url=https://ici.radio-canada.ca/info/dossier/742729/plastique-environnement-pollution |site=Radio-Canada |date=2023-10-20 |consulté le=2023-12-13}}</ref>Les pourparlers sur un traité juridiquement contraignant ont démarré en 2022, sous l'égide du [[Programme des Nations Unies pour l'environnement|PNUE]], et devraient durer deux à trois ans<ref name=NatureTraite2022/>. |
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== Notes et références == |
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{{Références nombreuses|taille=30}} |
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== Annexes == |
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{{Autres projets |
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* [http://www.matweb.com/ Matweb.com], base de données sur les matériaux et leurs propriétés mécaniques, thermiques, etc. |
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{{Palette| |
{{Palette|Plasturgieghtyx|Matières plastiques de grande di tjrtjyjujffusion|Matériaux polymèresfxgj xfjryf|5=gfj|7=jcg|9=fgjcghkk|10=cy c|11=kghk|12=kggk|15=gkcg|16=|17=hggghckg}} |
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Version du 5 février 2024 à 11:07
Pour les articles homonymes, voir Plastique.
Bibliographie
- Jacques Exbalin, Le plastique c'est vraiment dramatique (Plastiques et santé), L'Harmattan, , 200 p. (ISBN 978-2-14-027907-2)
- Nathalie Gontard, Plastique. Le Grand emballement, Stock, , 220 p. (ISBN 978-2-234-08848-1)
- Rémi Deterre et Gérard Froyer, Introduction aux matériaux polymères, Paris, Tec & Doc Lavoisier, , 212 p. (ISBN 2-7430-0171-2)
- Michel Fontanille et Yves Gnanou, Chimie et physico-chimie des polymères, Paris, Dunod, coll. « Sciences Sup », , 3e éd., 576 p. (ISBN 978-2-10-058915-9)
- René Bourgeois, Henri Chauvel et Jacques Kessler, Génie des matériaux, Paris, Casteilla, coll. « Mémotech », , 2e éd., 536 p. (ISBN 978-2-7135-3326-6)
- (en) Russell J. Crawford, Plastics Engineering, Oxford UK/Woburn (Mass.), Butterworth-Heinemann, , 3e éd., 352 p. (ISBN 0-7506-3764-1)
Articles connexes
- Biodégradation, Biofragmentable (ou oxodégradable)
- Écoconception
- Règlement Enregistrement, évaluation et autorisation des produits chimiques (REACH)
- Pétrochimie
- Industrie du plastique
- Température de transition vitreuse, Viscoélasticité
- Plastique renforcé de fibres, Plastique à renfort de verre
- Textile
- Caoutchouc (matériau)
- Rhéologie des solides
- Déformation d'un matériau, Déformation élastique
- Calorimétrie différentielle à balayage, Analyse mécanique dynamique, Analyse thermogravimétrique
- Un bouchon Un sourire
- Pollution plastique
- Microplastique, Microbille de plastique
- Vortex de déchets du Pacifique nord
- Plastics Vallée
- EcoARK
- Impact environnemental de l'eau en bouteille
Liens externes
- Ressource relative à la santé :
- Ressource relative aux beaux-arts :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
- Fondation Heinrich-Böll, « Atlas du Plastique », sur Heinrich-Böll-Stiftung.,
- Nicolas Martin, « Un monde sans plastique est-il possible ? », sur La Méthode Scientifique, , sur France Culture.
- Liste des abréviations de nombreux polymères, sur atomer.fr (consulté le 29 décembre 2013).
- (en) Engineering Training Services, Base de données sur les matières plastiques et autres matériaux, sur ets-corp.com (consulté le 29 décembre 2013).
- Stéphane Blais, Bâtir des routes avec des sacs de plastique au Niger, sur muvmedia.com, 21 décembre 2007 (consulté le 29 décembre 2013).
- Matweb.com, base de données sur les matériaux et leurs propriétés mécaniques, thermiques, etc.
