Depuis ses débuts pendant et après la Seconde Guerre mondiale, l’industrie commerciale des polymères – molécules synthétiques à longue chaîne dont le terme « plastiques » est un terme impropre – s’est développée rapidement.En 2015, plus de 320 millions de tonnes de polymères, hors fibres, ont été fabriquées dans le monde.
[Graphique : The Conversation]Jusqu'au cours des cinq dernières années, les concepteurs de produits polymères n'avaient généralement pas réfléchi à ce qui se passerait après la fin de la durée de vie initiale de leur produit.Cela commence à changer et cette question nécessitera une attention accrue dans les années à venir.
L'INDUSTRIE DES PLASTIQUES
Le terme « plastique » est devenu une manière quelque peu erronée de décrire les polymères.Généralement dérivées du pétrole ou du gaz naturel, ce sont des molécules à longue chaîne comportant des centaines, voire des milliers de maillons dans chaque chaîne.Les longues chaînes transmettent des propriétés physiques importantes, telles que la résistance et la ténacité, que les molécules courtes ne peuvent tout simplement pas égaler.
« Plastique » est en fait une forme abrégée de « thermoplastique », un terme qui décrit des matériaux polymères qui peuvent être façonnés et remodelés à l'aide de la chaleur.
L’industrie moderne des polymères a été créée par Wallace Carothers chez DuPont dans les années 1930.Son travail minutieux sur les polyamides a conduit à la commercialisation du nylon, alors qu'une pénurie de soie en temps de guerre obligeait les femmes à chercher des bas ailleurs.
Lorsque les autres matériaux sont devenus rares pendant la Seconde Guerre mondiale, les chercheurs se sont tournés vers les polymères synthétiques pour combler les lacunes.Par exemple, l’approvisionnement en caoutchouc naturel pour les pneus de véhicules a été interrompu par la conquête japonaise de l’Asie du Sud-Est, conduisant à la création d’un équivalent en polymère synthétique.
Les percées en chimie motivées par la curiosité ont conduit au développement de polymères synthétiques, notamment du polypropylène et du polyéthylène haute densité, désormais largement utilisés.Certains polymères, comme le Téflon, ont été découverts par hasard.
Finalement, la combinaison du besoin, des progrès scientifiques et du hasard a conduit à la création d’une gamme complète de polymères que l’on peut désormais facilement reconnaître sous le nom de « plastiques ».Ces polymères ont été rapidement commercialisés, grâce à la volonté de réduire le poids des produits et de proposer des alternatives peu coûteuses aux matériaux naturels comme la cellulose ou le coton.
TYPES DE PLASTIQUE
La production mondiale de polymères synthétiques est dominée par les polyoléfines – polyéthylène et polypropylène.
Le polyéthylène est disponible en deux types : « haute densité » et « basse densité ».À l’échelle moléculaire, le polyéthylène haute densité ressemble à un peigne avec des dents courtes et régulièrement espacées.La version à faible densité, en revanche, ressemble à un peigne avec des dents irrégulièrement espacées de longueur aléatoire – un peu comme une rivière et ses affluents vus d’en haut.Bien qu'ils soient tous deux en polyéthylène, les différences de forme font que ces matériaux se comportent différemment lorsqu'ils sont moulés en films ou autres produits.
[Graphique : La conversation]
Les polyoléfines sont dominantes pour plusieurs raisons.Premièrement, ils peuvent être produits à partir de gaz naturel relativement peu coûteux.Deuxièmement, ce sont les polymères synthétiques les plus légers produits à grande échelle ;leur densité est si faible qu'ils flottent.Troisièmement, les polyoléfines résistent aux dommages causés par l'eau, l'air, la graisse et les solvants de nettoyage, autant de choses auxquelles ces polymères pourraient être confrontés lors de leur utilisation.Enfin, ils sont faciles à façonner en produits, tout en étant suffisamment robustes pour que les emballages fabriqués à partir de ceux-ci ne se déforment pas dans un camion de livraison resté au soleil toute la journée.
Cependant, ces matériaux présentent de sérieux inconvénients.Leur dégradation est extrêmement lente, ce qui signifie que les polyoléfines survivront dans l'environnement pendant des décennies, voire des siècles.Pendant ce temps, l’action des vagues et du vent les abrase mécaniquement, créant des microparticules qui peuvent être ingérées par les poissons et les animaux, remontant la chaîne alimentaire jusqu’à nous.
Le recyclage des polyoléfines n’est pas aussi simple qu’on le souhaiterait en raison des problèmes de collecte et de nettoyage.L'oxygène et la chaleur endommagent la chaîne lors du retraitement, tandis que les aliments et autres matériaux contaminent la polyoléfine.Les progrès continus de la chimie ont créé de nouvelles qualités de polyoléfines dotées d'une résistance et d'une durabilité accrues, mais celles-ci ne peuvent pas toujours se mélanger à d'autres qualités lors du recyclage.De plus, les polyoléfines sont souvent combinées avec d'autres matériaux dans des emballages multicouches.Bien que ces constructions multicouches fonctionnent bien, elles sont impossibles à recycler.
Les polymères sont parfois critiqués parce qu’ils sont produits à partir de pétrole et de gaz naturel de plus en plus rares.Cependant, la fraction de gaz naturel ou de pétrole utilisée pour produire des polymères est très faible ;moins de 5 % du pétrole ou du gaz naturel produit chaque année est utilisé pour produire des plastiques.De plus, l'éthylène peut être produit à partir d'éthanol de canne à sucre, comme le fait commercialement Braskem au Brésil.
COMMENT LE PLASTIQUE EST UTILISÉ
Selon les régions, les emballages consomment 35 à 45 % du polymère synthétique produit au total, où les polyoléfines dominent.Le polyéthylène téréphtalate, un polyester, domine le marché des bouteilles de boissons et des fibres textiles.
Le bâtiment et la construction consomment encore 20 % du total des polymères produits, là où dominent les tuyaux en PVC et leurs cousins chimiques.Les tuyaux en PVC sont légers, peuvent être collés plutôt que soudés ou soudés et résistent grandement aux effets néfastes du chlore dans l’eau.Malheureusement, les atomes de chlore qui confèrent cet avantage au PVC rendent son recyclage très difficile : la plupart sont jetés en fin de vie.
Les polyuréthanes, une famille entière de polymères apparentés, sont largement utilisés dans la mousse isolante pour les maisons et les appareils électroménagers, ainsi que dans les revêtements architecturaux.
Le secteur automobile utilise des quantités croissantes de thermoplastiques, principalement pour réduire le poids et ainsi atteindre de meilleures normes d'efficacité énergétique.L'Union européenne estime que 16 % du poids d'une automobile moyenne est constitué de composants en plastique, notamment pour les pièces et composants intérieurs.
Plus de 70 millions de tonnes de thermoplastiques sont utilisées chaque année dans les textiles, principalement les vêtements et les moquettes.Plus de 90 % des fibres synthétiques, en grande partie du polyéthylène téréphtalate, sont produites en Asie.La croissance de l’utilisation de fibres synthétiques dans l’habillement s’est faite au détriment des fibres naturelles comme le coton et la laine, dont la production nécessite d’importantes superficies de terres agricoles.L'industrie des fibres synthétiques a connu une croissance spectaculaire pour les vêtements et les moquettes, grâce à l'intérêt porté à des propriétés spéciales telles que l'élasticité, l'évacuation de l'humidité et la respirabilité.
Comme dans le cas des emballages, les textiles ne sont généralement pas recyclés.Le citoyen américain moyen génère plus de 90 livres de déchets textiles chaque année.Selon Greenpeace, en 2016, une personne moyenne achetait chaque année 60 % de vêtements en plus que la personne moyenne 15 ans plus tôt, et elle conservait ces vêtements pendant une période de temps plus courte.
Heure de publication : 03 juillet 2023