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I. Présentation générale I. 1. Les polymères Les polymères sont des matériaux c

I. Présentation générale I. 1. Les polymères Les polymères sont des matériaux composés de très longues chaînes (macromolécules), elles- mêmes formées de molécules élémentaires (monomères) assemblées entre elles. Ces chaînes sont principalement constituées d'atomes de carbone sur lesquels sont fixés des éléments comme l'hydrogène ou l'oxygène. D'autres éléments, notamment le chlore, l'azote ou le fluor, peuvent encore intervenir dans la composition de la chaîne. Trois grandes familles de polymères peuvent être distinguées : les thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères. I. 1. 1 Les thermoplastiques Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications sont désignés sous le terme thermoplastiques. Sous l'effet de la chaleur, les chaînes de ces polymères glissent les unes par rapport aux autres. Le polymère se ramollit, peut se déformer et être mis en forme. Après refroidissement, la forme donnée est figée. Cette opération peut être répétée : à nouveau chauffé, le polymère redevient malléable et peut être remis en forme. Exclusivement possédée par les polymères thermoplastiques, cette caractéristique permet la recyclabilité de ces matières. Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants : - le polycarbonate : PC (verre organique) - les polyamides : PA (Nylon) - les styréniques : PS, PSE - les polyoléfines : PE, PP - les vinyliques : PVC - ... I. 1. 2 Les thermodurcissables Les polymères réticulés (contenant des nœuds entre les chaînes macromoléculaires) ou en réseau constituent les thermodurcissables. A l'inverse des thermoplastiques, la mobilité thermique est réduite. Plus la température est élevée, plus les chaînes tridimensionnelles se figent ; les liaisons ou nœuds se renforcent. L'opération est irréversible. Le polymère se rigidifie dès la première transformation jusqu'à se dégrader si la température continue d'augmenter. Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants : - les phénoplastes (Bakélite®) - les polyépoxydes (Araldite®) - les polyuréthannes : PU - les silicones - ... I. 1. 3 Les élastomères Les élastomères sont caractérisés par leur grande déformabilité (6 à 8 fois leur longueur initiale). Ils sont obtenus à partir de polymères linéaires caractérisés par des liaisons extrêmement faibles. Ces polymères sont donc des liquides très visqueux. Pour être utilisés comme caoutchouc, des liaisons pontales (nœuds de réticulation) doivent être introduites entre les chaînes, conférant ainsi aux matériaux une structure tridimensionnelle qui assure la réversibilité de la déformation mécanique. Les nœuds de réticulation sont introduits par une réaction chimique appelée vulcanisation après la mise en forme du matériau. Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants : - le polyisoprène : NR (caoutchouc naturel - le polyisoprène de synthèse : IR - le polychloroprène (Néoprène) - les polysiloxanes (silicones) - ... I. 2. Les propriétés des polymères Le développement de l’utilisation des matières plastiques dans tous les secteurs d’activités s’explique par le fait que les polymères sont, par leurs propriétés, en parfaite adéquation avec les applications envisagées ; chaque polymère ayant des propriétés qui lui sont propres. Les matières plastiques ont su se substituer à d’autres matériaux car :  Leur densité est faible (légèreté) ;  Leur coût est peu élevé ;  Leurs performances sont notables surtout si elles sont ramenées à leur unité de masse ;  Leur facilité de mise en œuvre permet des cadences élevées et des géométries complexes. Le tableau ci après regroupe les principales caractéristiques des polymères de grande diffusion et des applications qui en découlent : PROPRIETES APPLICATIONS PEbd (Polyéthylène basse densité) Barrière vapeur d'eau Inertie chimique Transparence Souplesse Moulabilité Déchirabilité Flexibilité Très bonne étirabilité Toucher Bâches de protection Barquettes Couvertures de piscines Films à bulle Films alimentaires Films d'étanchéité Gainage électrique Jouets Palettes de manutention Sacs congélation Sacs de supermarchés Sacs poubelles ... PEhd (Polyéthylène haute densité) Barrière eau, gaz, UV Inertie chimique Opacité Rigidité Moulabilité Résistance aux chocs Résistance à l'abrasion, glisse Tenue à la pression Tenue aux températures Accessoires de salles de bain Bacs de rangement Bidons (huile moteur, prod. chim.) Bonbonnes, cuves Bouteilles de lait Caillebotis Caisses, casiers Canalisations (gaz, eau) Conteneurs Coques de chaussures de ski Coques de planches à voile Corbeilles à papier Cubitainers Flacons pour cosmétiques Flacons ménagers Gainages de câbles Jouets Kayaks, canoës Mandrins, bobinages Palettes Poubelles Réservoirs d'essence, d'eau Revêtement et semelles de skis Seaux Serres Tubes Tuyaux ... PVC (Polychlorure de vinyle) Barrière liquides, gaz Inertie chimique Transparence Isolant électr., thermique, phonique Résistance au vieillissement Légèreté Abribus Armoires de rangements Bacs de rangements Bancs Barquettes, boîtes alimentaires Barrières, clôtures, portails Bidons Blisters (plaquettes de Gants Gouttières Interrupteurs Jouets Lambris Panneaux de signalisation Peintures anti-crissements Plinthes cache fils Poches à sang médic.) Bottes Bouteilles d'eau minérale Canalisations Chaises Chemises protège- documents Classeurs Dallages de sols Ecrans antibruit Equipement de piscines Fenêtres Films alimentaires Flacons Fleurs artificielles Porte-documents Portes de garages Poteaux Revêtements de sols Revêtements muraux Rubans adhésifs Semelles de chaussures Sols de terrains de sport Tapis de sol (gymnastique) Tuyaux Vêtements (pulls, bonnets, ...) Volets, persiennes ... PET (Polyéthylène téréphtalate) Barrière eau, gaz, UV Inertie chimique Transparence (pour le [A]PET, amorphe) Opacité (pour le [C]PET, cristallisé) Brillance Moulabilité Résistance aux chocs, à la traction Tenue à la pression interne Tenue aux températures élevées Bandes de cerclage Barquettes, boites (viandes, pâtisserie) Bandes magnétiques audio, vidéo Blisters (plaquettes médicaments) Boites à œufs Bonnets Bouteilles (boissons gazeuses) Câbles Chandails Emballages de cosmétique Gants Pots, couvercles Pulls Rembourrages (peluches) Tapis Transparents pour rétroprojecteur Voiles de bateaux ... PP (Polypropylène) Barrière vapeur d'eau Inertie chimique Transparence Rigidité Légèreté Moulabilité Résistance aux chocs Résistance à l'abrasion, à la pliure Tenue aux températures Bacs de rangement Barquettes (beurre, margarine) Barquettes pour micro- ondes Boites de batterie Boites de rangement Cageots Cassettes vidéo Champs opératoires Classeurs Combinés de téléphones Conduits d'air Conteneurs Coques de chaussures de ski Coques de planches à voile Corbeilles à papier Cordages Enjoliveurs Ficelles Films (confiserie) Flacons Pare-chocs Piluliers Planches de bord Porte-documents Pots de fleurs Pots de yaourts Revêtements de skis Revêtements de sols textiles Rubans adhésifs Sacs tissés (engrais) Seaux Tubes rigides Valisettes ... PS (Polystyrène) PS cristal Transparence Brillance Rigidité PS choc Opacité Sécabilité Résistance aux chocs Barquettes Boîtes à œufs Boîtiers Bouteilles Films Flacons Gobelets Plats, plateaux Pots de yaourts ... PSE (Polystyrène expansé) Isolation thermique Légèreté Moulabilité Etanchéité Résistance aux chocs Densités multiples Barquettes Boîtes à œufs Boîtes isothermes Caissettes, caisses Calages de protection Flacons ... Certains polymères sont également associés afin d’obtenir une complémentarité des propriétés finales voire une synergie. I. 3. Historique et situation actuelle Bien que les matières plastiques soient considérées comme des matériaux modernes, elles ont une histoire d'un siècle et demi. La découverte en 1839 du procédé de vulcanisation (réticulation au moyen de soufre) permit le développement industriel du caoutchouc et de ses applications (pneus, amortisseurs, ...). Il faut attendre encore trente ans pour voir apparaître un autre matériau au niveau industriel : le Celluloïd. Celui-ci est considéré comme la première matière plastique commercialisée. Il a été inventé à l'occasion d'un concours qui avait pour but de trouver un matériau de substitution à l'ivoire naturel, jusqu'alors utilisé pour fabriquer les boules de billard. C'est réellement à partir des années 30 que la majorité des polymères (thermoplastiques et thermodurcissables) est caractérisée et fabriquée en quantité industrielle. Depuis, la synthèse de nouvelles macromolécules n'a jamais cessé, adaptant l'offre aux applications les plus diverses et gagnant ainsi de nouvelles parts de marchés sur les matériaux dits traditionnels, comme le montre le graphique ci-dessous : Evolution de la production mondiale des matières plastiques, acier et aluminium depuis 1970 Aujourd'hui, la consommation réelle de matières plastiques en France s'élève à 4.866.000 tonnes, répartie dans tous les secteurs d'activités et entre toutes les natures de polymères : Répartition de la consommation réelle française de matières plastiques par application et par résine Les grands thermoplastiques (polymères de consommation courante) représentent 75 % de la consommation totale française de matières plastiques. Les 25 % restants se répartissent entre les thermodurcissables et les polymères techniques. I. 4. Origines des déchets plastiques Déchets industriels :  cas des thermoplastiques homogènes, propres-non mélangés-identifiés (carottes d’injection, chutes de découpage de films et profilés,...);  cas des thermoplastiques complexés, imprimés ou collés (multicouches & hétérogènes). Déchets de distribution :  transport (emballages de protection en PS expansé, fûts, bidons en PEHD,...);  suremballage (films ou housses en PE rétractables ou étirables). Déchets de consommateurs finaux :  ordures ménagères (emballages souples, sacs, corps creux, pots, tubes,...);  BTP;  automobile (pare-chocs et tableau de bord en PP, mousse de siège en PU,...);  agriculture (films, ensilages, ficelles, sacs tissés, tubes, tuyaux,...). En France : 2.700.000 tonnes de déchets de matières plastiques réparties par secteurs : I. 5. Les matières plastiques non négligeables dans les déchets ménagers I. 6. Comparaisons internationales Les mêmes difficultés de classement se retrouvent amplifiées pour établir des comparaisons internationales. Là encore, celles-ci ne peuvent servir qu'à établir des repères. Le critère le plus adapté est celui du montant par habitant. On constate alors que la production de déchets est, en général, plutôt liée à la richesse du pays, mais avec des exceptions notables, tant dans les pays riches que dans les pays pauvres. La France uploads/s3/ 111.pdf