Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Caoutchouc (matériau) Pour les articles homonymes, voir Caoutchouc. Le caoutcho

Caoutchouc (matériau) Pour les articles homonymes, voir Caoutchouc. Le caoutchouc est un matériau qui peut être obtenu soit Récolte du latex naturel. par la transformation du latex sécrété par certains végé- taux (par exemple, l'hévéa), soit de façon synthétique à partir de monomères issus de combustibles fossiles. Il fait partie de la famille des élastomères. Le caoutchouc naturel (sigle NR, Natural Rubber) est un polyisoprénoïde. Le schéma réactionnel correspondant à la formation du NR, qui utilise la photosynthèse, est très complexe. 1 Historique Article détaillé : Histoire de la culture de l'hévéa. La véritable histoire du caoutchouc débute bien avant la ﬁn du XVe siècle, lorsqu'à la suite des Grandes découvertes, les Européens commencent à observer, en Amérique centrale et en Amérique du Sud, l’usage séculaire que font les populations autochtones d'une matière alors inconnue en Europe. Provenant du latex Peinture aztèque : oﬀrande de balle en caoutchouc au dieu Xiuhtecuhtli. issu de diﬀérentes plantes - dont l’hévéa et le guayule -, les Amérindiens confectionnent des objets courants, fabriqués par moulage sur argile : balles, toiles enduites, torches, qu'ils rendent étanches en les passant à la fumée. Ils en consomment aussi comme médicament et l'associent aux mythes de création, de la course du monde : dans le « juego de pelota » (jeu de balle précolombien), la balle en caoutchouc (appelée « ulli de ollin » - mouvement en nahuatl - et « kik » en maya - liquide séminal), avec son rebondissement incessant, mime la course du Soleil. La matière caoutchouc devient ainsi sacrée. Les premiers explorateurs de l'Amérique sont les premiers à porter des échantillons à l'Europe, mais ils sont relégués dans les « cabinets des curiosités », faute d'applications, car le latex : • est collant lorsqu'il est exposé au Soleil ; • fond à température élevée ; • devient cassant à basse température ; • brunit et se coagule lorsqu'il est maintenu à l'air. 1.1 XVIIIe siècle • 1736-1747 : Les naturalistes français Charles Marie de La Condamine et François Fresneau de la Gatau- 1 2 1 HISTORIQUE dière redécouvrent le caoutchouc naturel au Pérou, en Équateur et en Guyane. La Condamine eﬀectue la première description scientiﬁque de cette matière appelée caotchu — en quechua Cao signiﬁe bois et tchu qui pleure —, et par rapprochement phonétique il francise son nom ; Fresneau en fait de même pour l'hévéa[1]. • 1770 : Le chimiste anglais Joseph Priestley découvre que l'on peut eﬀacer des marques d'encre en les frot- tant avec du caoutchouc[2]. Cette découverte sera à l'origine des premières gommes à eﬀacer. • 1783 : Le chimiste français Jacques Charles, lan- cé dans une compétition avec les frères Montgolﬁer pour réaliser le premier vol habité, fait construire un ballon — on disait alors un « globe » — fait d'une étoﬀe de soie imperméabilisée par un vernis à base de caoutchouc. • 1790 : Samuel Peal, un industriel britannique, bre- vète une méthode permettant, en mélangeant de la térébenthine avec du caoutchouc, d'imperméabiliser des tissus. 1.2 XIXe siècle • 1811 : L'Autrichien Johann Nepomuk Reithoﬀer (de) fabrique les premiers produits en caoutchouc (tissus, lacets). • 1820 : L'Anglais Thomas Hancock découvre que la plasticité du caoutchouc est augmentée suite à son broyage (dans sa machine, le « masticator ») et son pressage, ce qui permet la mise en forme du produit ultérieurement[2]. • 1823 : La découverte du procédé d’imperméabilisa- tion des tissus par dissolution du caoutchouc dans un solvant (du naphte porté à ébullition) permet au chimiste écossais Charles Macintosh de confection- ner les premiers imperméables. La matière breve- tée prend le nom de son inventeur et devient même en Grande-Bretagne synonyme du mot « imper- méable ». • 1835 : Charles Dietz invente un « remorqueur à chaudière » dont il garnit les roues d'une couche de liège puis de caoutchouc boulonnée sur la jante. Il invente sans le savoir l’ancêtre du pneumatique. • 1842 : Charles Goodyear découvre la vulcanisation, qui permet de stabiliser le caoutchouc aﬁn qu'il ré- siste mieux aux écarts de température (il fond à température haute et devient cassant à température basse)[2]. • 10 décembre 1845 : l'Écossais Robert William Thomson invente la roue aérienne (le premier pneu) qui, ne s’adaptant pas aux chariots lourds, tombe dans l'oubli. • 1853 : L'Américain Hiram Hutchinson achète les brevets de Charles Goodyear et adapte le caou- tchouc aux bottes. • 1854 : Hiram Hutchinson ouvre la première usine utilisant le caoutchouc en France, dans l'usine de Langlée, à Châlette-sur-Loing (Loiret). • 1868 : Invention des pneus pleins pour vélocipèdes. • 1870 : Apparition des premiers préservatifs à base de caoutchouc de latex. • 1876 : Henry Alexander Wickham rapporte du Bré- sil 70 000 graines d'hévéa replantées ensuite dans toutes les colonies britanniques d'Asie (notamment à Ceylan), brisant ainsi le monopole brésilien. • 1887 : À Belfast, le vétérinaire John Boyd Dunlop imagine un tube souple gonﬂé pour remplacer les pneus pleins. • 23 juillet 1888 : John Boyd Dunlop dépose un brevet qui permet d'utiliser le caoutchouc pour la fabri- cation de pneus[2]. C'est la naissance du pneu à valve. L'invention des pneus (appuyée plus tard par l'explosion de la production automobile) et le succès des bicyclettes provoquent le boom de la production du caoutchouc à la ﬁn du XIXe siècle. • 1892 : Les frères Michelin présentent les premiers pneus démontables pour vélos et autos. 1.3 XXe siècle • 24 juillet 1904 : Création d’une commission interna- tionale pour enquêter sur les pratiques utilisées dans la production du caoutchouc. • 1907 : Synthèse de caoutchouc par l'Allemand Fritz Hofmann. • 1915 : L'Allemagne produit environ 2 500 tonnes de caoutchouc synthétique. Réclame Goodrich de 1923 (L'Illustration). • 1929 : L'Allemagne réussit à produire un copolymère de butadiène et de styrène (en présence de sodium comme catalyseur) : le styrène-butadiène (SBR). • 1939 : L'Allemagne et les États-Unis améliorent le caoutchouc synthétique car : 3 • l'Allemagne est soumise au blocus ; • les États-Unis sont privés du caoutchouc natu- rel de l'Extrême-Orient. • 1958 : Entrée de la France dans la production syn- thétique. • 1980 : Le guayule naturel mexicain peut être méca- nisable avec un rendement supérieur à l'hévéa. 1.4 XXIe siècle • 2003 : Amerityre Corporation développe les pneus increvables (no-ﬂat, air-no-air), basés sur le polyuréthane. 2 Modes de fabrication Structure du cis-1,4-polyisoprène, le principal constituant du caoutchouc naturel et de certains caoutchoucs synthétiques. Le cis-polyisoprène est issu de l'isoprène et de l'isopentényl- pyrophosphate (précurseurs). Le caoutchouc naturel provient de la coagulation du latex de plusieurs plantes, principalement de l'hévéa, He- vea brasiliensis, famille des Euphorbiacées, originaire d'Amazonie. La collecte se fait par incision de l'écorce des troncs de manière que le latex, issu des canaux lati- cifères, s’écoule dans des godets placés juste au-dessous. En Amazonie, c'est le travail des seringueiros. Le latex ré- colté est transféré dans des conteneurs, ﬁltré et peut alors être stabilisé à l'ammoniaque (précipitation des ﬂocons) puis pressé pour diminuer sa teneur en eau ou alors coa- gulé de façon plus ou moins contrôlée et séché par la fu- mée d'un feu (les goudrons empêchent la putréfaction) aﬁn d'obtenir des balles de caoutchouc. La culture de l'hévéa (appelée hévéaculture), bien qu'originaire d'Amérique du Sud, s’est développée dans le sud-est asiatique et, à une moindre échelle, en Afrique équatoriale (Nigeria, Côte d'Ivoire, Cameroun). 3 Plantes à latex permettant la pro- duction de caoutchouc • L'hévéa (Hevea brasiliensis) • Le caoutchouc (Ficus elastica) • Le guayule (Parthenium argentatum) Plantation communale de Funtumia elastica à Benin City (1911). • Le Castilla elastica, en mélange avec le latex de l'Ipomée blanche (Ipomoea alba) • Le pissenlit de Russie (Taraxacum kok-saghyz) • Le « caoutchouc d'herbe » (Landolphia humilis en Oubangui-Chari, actuelle République centrafri- caine) • Funtumia elastica La guayule pousse essentiellement au Mexique et aux sud des États-Unis. Elle a été employée au début du XXe siècle, avec un regain d'intérêt lors de la Seconde Guerre mondiale (embargo du caoutchouc asiatique). Elle n'est plus guère exploitée depuis 1950[3]. Son utilisation de- mande la récolte de la plante, son broyage et l'extraction des particules de caoutchouc. Le rendement est d'un peu moins d'une tonne par hectare, ce qui est inférieur de près d'un tiers à celui de l'hévéa[3]. 4 Formulation et vulcanisation Le caoutchouc, qu'il soit naturel ou synthétique[4], s’uti- lise presque exclusivement mélangé à d'autres ingré- dients : • des charges renforçantes ou non, la principale étant le noir de carbone (d'où la couleur des produits en caoutchouc). Les charges renforçantes telles que les noirs de carbone améliorent les résistances méca- nique et à l'abrasion. Si la couleur noire est à pros- crire (des baskets noires seraient très résistantes, 4 10 VOIR AUSSI mais auraient certainement peu de succès...), on uti- lise des charges blanches comme les silices préci- pitées, les argiles et les craies précipitées. La craie broyée est utilisée dans des mélanges à faible résis- tance et à faible coût, dans des articles tels que les butées de porte domestique ; • uploads/Industriel/ caoutchouc-materiau.pdf