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Chapitre 80 - L'industrie du caoutchouc GÉNÉRALITÉS Louis S. Beliczky et John F

Chapitre 80 - L'industrie du caoutchouc GÉNÉRALITÉS Louis S. Beliczky et John Fajen L’industrie utilise deux grands types de caoutchouc: le caoutchouc naturel et le caoutchouc synthétique. Différents polymères de synthèse servent à fabriquer un large éventail de produits (voir tableau 80.1). Le caoutchouc naturel provient principalement de l’Asie du Sud- est, et le caoutchouc synthétique, des pays industriels: Etats-Unis, Japon, Europe de l’Ouest et Europe de l’Est. Le Brésil est le seul pays en développement à produire du caoutchouc synthétique à l’échelle industrielle. Les pneumatiques et les produits apparentés représentent environ 60% du caoutchouc synthétique utilisé et 75% de la consommation de caoutchouc naturel (Greek, 1991); ce secteur emploie environ un demi-million de travailleurs dans le monde. En dehors des pneumatiques, le caoutchouc est couramment employé dans la fabrication de courroies, de profilés et de tuyaux pour l’automobile et dans la confection de gants, de préservatifs et de chaussures. Depuis quelques années, l’industrie du caoutchouc, secteur à forte intensité de main-d’œuvre qui prend de l’essor dans les pays en développement, tend à se mondialiser. Le tableau 80.2 présente la consommation de caoutchouc naturel et synthétique dans le monde en 1993. LA CULTURE DES ARBRES À CAOUTCHOUC Alan Echt Le caoutchouc naturel (cis -1,4-polyisoprène) est un matériau végétal produit par des centaines d’espèces d’arbres et de plantes dans de nombreuses parties du monde, y compris les régions équatoriales de l’Afrique, de l’Asie du Sud-Est et de l’Amérique du Sud. Le liquide laiteux, ou latex, extrait de l’arbre à caoutchouc commercial Hevea brasiliensis, fournit la quasi-totalité (plus de 99%) du caoutchouc naturel récolté dans le monde. Le reste provient notamment de Ficus elastica et d’autres plantes africaines cultivées dans des pays comme la Côte d’Ivoire, Madagascar, le Sénégal et la Sierra Leone. Le trans -1,4- polyisoprène, connu sous le nom de gutta-percha ou de balata, provient d’arbres présents en Amérique du Sud et en Indonésie. Il donne un caoutchouc moins pur que l’isomère cis. On peut aussi produire du caoutchouc naturel commercial à partir de l’arbuste dit guayule (Parthenium argentatum) , qui croît dans des régions chaudes et arides comme le sud-ouest des Etats-Unis. La production de caoutchouc d’hévéa se répartit entre des plantations de plus de 50 ha et de petites exploitations généralement inférieures à 5 ha. La productivité des arbres à caoutchouc commercial augmente régulièrement depuis les années soixante-dix. Cette augmentation s’explique principalement par la plantation et la replantation des terres avec des espèces à maturation rapide et à rendement élevé. L’apport d’engrais chimiques et l’élimination des maladies des arbres à caoutchouc y ont aussi contribué. L’adoption de mesures strictes pour éviter l’exposition aux herbicides et aux pesticides pendant leur stockage, leur préparation et leur vaporisation, l’utilisation de vêtements et de crèmes de protection appropriés, outre l’installation de vestiaires et l’exercice d’une surveillance médicale adéquate, constituent des moyens de lutte efficaces contre les risques associés à l’usage de substances chimiques en agriculture. La récolte de latex s’effectue habituellement en pratiquant une incision en spirale dans l’écorce tous les deux jours, mais la fréquence et la méthode de prélèvement peuvent varier. Le latex est récolté dans un récipient suspendu à l’arbre sous l’incision. Le contenu des récipients est versé dans de grands conteneurs que l’on transporte jusqu’aux stations de transformation, après addition d’un agent anticoagulant qui est le plus souvent l’ammoniaque. L’ammoniaque sépare les particules de caoutchouc et donne un produit en deux phases contenant entre 30 et 40% de phase solide. Ce produit est ensuite concentré à 60%, avec une teneur en ammoniaque de 1,6% de la masse résultante. On trouve aussi du concentré de latex peu ammoniaqué (renfermant entre 0,15 et 0,25% d’ammoniaque), qui nécessite l’ajout d’un agent de protection pour éviter les risques de coagulation et de contamination. Ces agents de protection secondaires peuvent être le pentachlorophénate de sodium, le disulfure de tétraméthylthiuram, le diméthyldithiocarbamate de sodium ou l’oxyde de zinc. Sur le terrain, les travailleurs sont principalement exposés aux intempéries, aux morsures d’animaux et piqûres d’insectes et au risque de coupure avec les outils tranchants servant à inciser les arbres. Il importe de soigner promptement les blessures éventuelles pour prévenir les infections. L’application de mesures préventives et thérapeutiques peut limiter les risques liés aux conditions climatiques et aux animaux nuisibles. Dans les plantations modernes, on a réussi à diminuer l’incidence du paludisme et des gastro-entérites grâce à des mesures de prophylaxie, de démoustication et d’assainissement. Le guayule, arbuste originaire du sud du Texas et du centre-nord du Mexique, contient, à l’état naturel, du caoutchouc dans ses tiges et ses racines. L’arbuste doit être coupé si l’on veut pouvoir en extraire le caoutchouc. Le caoutchouc du guayule est pratiquement identique à celui de l’hévéa, mais est moins résistant à la traction. Il ne constitue pas, pour le moment, un substitut commercial valable au caoutchouc de l’hévéa. Les types de caoutchouc naturel Parmi les types de caoutchouc naturel que l’on produit actuellement, mentionnons les feuilles nervurées et fumées, le caoutchouc technique, les crêpes, le latex, le caoutchouc naturel époxydé et le caoutchouc naturel thermoplastique. La Thaïlande est le plus grand fournisseur de feuilles nervurées et fumées, qui représentent environ la moitié de la production mondiale de caoutchouc naturel, contre 40 à 45% pour le caoutchouc technique, ou caoutchouc naturel commercial, introduit en Malaisie au milieu des années soixante. L’Indonésie, la Malaisie et la Thaïlande sont les principaux fournisseurs de caoutchouc technique. Celui-ci tire son nom du fait que sa qualité est déterminée par des normes techniques, notamment sa pureté et son élasticité, et non par des caractéristiques visuelles classiques. Les crêpes n’occupent plus qu’une petite place sur le marché mondial du caoutchouc naturel. Depuis quelque temps, la consommation mondiale de latex naturel augmente sous l’effet principalement de la demande de produits utilisés par exemple pour protéger du virus de l’immunodéficience humaine et d’autres agents pathogènes transmissibles par le sang. On se sert de concentrés de latex pour produire des adhésifs, des doublures de moquette, de la mousse et des produits au trempé tels que ballons, gants et préservatifs. Le caoutchouc naturel époxydé résulte d’un traitement avec des peracides. Il est utilisé en remplacement de certains caoutchoucs synthétiques. Quant au caoutchouc naturel thermoplastique, on l’obtient par vulcanisation dynamique partielle d’un mélange de polyoléfines et de caoutchouc naturel. Son utilisation à des fins commerciales n’en est qu’à ses débuts. Les procédés de transformation Le latex prélevé sur les arbres est livré aux consommateurs sous la forme d’un concentré ou bien transformé en caoutchouc sec (voir figures 80.1 et 80.2). Dans le cas du caoutchouc technique, l’un des procédés de fabrication consiste à coaguler sur place le latex avec de l’acide puis à le faire passer dans des trancheuses et dans une suite de cylindres à crêper. La matière résultante est ensuite transformée, à l’aide d’un malaxeur à marteaux ou d’une granulatrice, en granulés de caoutchouc qui sont triés, lavés, séchés, mis en balles et conditionnés. Une autre méthode pour produire des caoutchoucs techniques particuliers consiste à ajouter un agent spécial à la matière avant coagulation, puis à faire passer le tout entre les cylindres à crêper. Figure 80.1 Coagulation du latex par enroulement autour d'un axe et suspension au-dessus d'une cuve fumante Figure 80.2 Transformation du caoutchouc dans une plantation de l'est du Cameroun Pour fabriquer des feuilles nervurées et fumées, on fait passer le latex coagulé dans une suite de cylindres, puis on imprime en relief sur les feuilles obtenues un motif en striure. Ce motif sert principalement à augmenter la surface du matériau pour en faciliter le séchage. Pour protéger les feuilles, on les laisse pendant une semaine dans un fumoir à 60 °C, avant de les trier à l’œil nu et de les mettre en balles. Les formulations pour les caoutchoucs naturels sont dans l’ensemble identiques à celles qu’on utilise pour la plupart des caoutchoucs synthétiques insaturés. Elles font intervenir toutes sortes de composants: accélérateurs, activateurs, antioxydants, charges, assouplissants et agents de vulcanisation, selon les propriétés qu’on souhaite donner au produit fini. Les risques liés à l’emploi des machines de transformation (cylindres, centrifugeuses, etc.) exigent de strictes mesures de sécurité pendant leur installation, leur utilisation et leur entretien, sans oublier la pose de dispositifs de protection. La manipulation de produits chimiques requiert en outre un certain nombre de précautions. Les surfaces de circulation et de travail devraient être munies de revêtements adéquats pour éviter au personnel de glisser, de trébucher ou de tomber. Une formation en matière de sécurité au travail devrait être dispensée et une surveillance rigoureuse est indispensable pour prévenir les brûlures thermiques dues à la cuisson (vulcanisation). LA FABRICATION DES PNEUMATIQUES James S. Frederick Le processus de fabrication La figure 80.3 donne un aperçu du processus de fabrication des pneumatiques. Figure 80.3 Processus de fabrication des pneumatiques La préparation de la formulation et le malaxage Dans un malaxeur Banbury, on verse un mélange de caoutchouc, de noir de carbone et d’autres substances chimiques pour créer une matière homogène. La composition obtenue dépend du temps de traitement, du degré de chaleur et des matières premières uploads/Industriel/ chapitre-80-l-x27-industrie-de-caoutchouc.pdf