De très nombreux objets de la vie courante sont en matière plastique ou en contiennent. Sous cette appellation générique, la diversité de leurs caractéristiques offre des avancées technologiques importantes dans de nombreux domaines, allant de l’industrie à la santé et incluant les aspects énergétiques. Cependant les contraintes économiques et écologiques pèsent sur la production ou le recyclage dans la durée. Claude Chevrot explique pourquoi, malgré leur impact environnemental, nous devrons vraisemblablement attendre encore avant que ces matières puissent être remplacées par des substituts avantageux et comment les évolutions technologiques actuelles, dans ce domaine, continueront un certain temps à contribuer au développement de la société.
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1- Que sont les plastiques ?
Claude Chevrot rappelle l’origine du mot plastique et dresse un panorama général des applications de cette matière dans le monde d’aujourd’hui. Il donne l’exemple du polycarbonate, résine plastique aux nombreuses applications notamment utilisée en aérospatiale ainsi que dans différents sports. Il présente sur la notion de « polymère », enchainement de milliers de « monomères » et explique qu’il existe trois grandes catégories de plastiques, classés en fonction de leur structure : naturels, synthétiques et artificiels.
2- Les polymères naturels
Les plastiques ne sont pas tous le produit de la main de l’Homme : certains sont présents dans la nature. La cellulose est ainsi le premier des polymères naturels. Constituée par un monomère, le glucose, on la retrouve souvent dans les parois des végétaux, comme par exemple la fleur de coton. Les protéines sont une autre sorte de polymères naturels, de même que la kératine, présente dan la peau ou dans le cheveu, et constituée d’acides aminés. Enfin, le caoutchouc, produit par l’hévéa, est connu depuis longtemps par les Indiens d’Amérique.
3- Les polymères artificiels
Le premier plastique totalement synthétique est découvert en 1910 par Leo Baekeland. Ce chimiste américain, en mélangeant du phénol et du formol, obtient une résine, la bakélite. A la même époque, plusieurs chercheurs anglais créent un caoutchouc synthétique proche du caoutchouc que produit par l’hévéa. En 1922, le chimiste Allemand Hermann Staudinger postule que les matériaux ainsi formés sont constitués par des enchainements de molécules, et invente les « macromolécules ». Cette découverte lui vaut un prix Nobel trente ans après.
4- Les polymères synthétiques
Les caractéristiques des thermoplastiques de synthèse varient selon un certain nombre de paramètres, telles que leur structure chimique ou encore la nature des atomes qui les constituent. Ces matières ont des propriétés assez différentes les unes des autres, mais elles en ont aussi d’autres en commun : leur densité est notamment relativement faible par rapport à d’autres matériaux. C’est ainsi que, par exemple, le plus léger des métaux, l’aluminium, n’est qu’un tout petit peu plus léger que le plus lourd des plastiques…
5- Les plastiques face aux autres matériaux
Le plastique est un grand concurrent du verre : le plexiglas et le polycarbonate, dont les structures moléculaires sont très différentes l’une de l’autre, ont tous deux des propriétés de transparence comparable au verre. D’où leur utilisation fréquente dans le domaine de l’optique : lunettes en polycarbonates, verres de contact. L’utilisation des polycarbonates dépasse d’ailleurs l’usage de la lunetterie : les DVD et CD sont composés de cette matière. Les plastiques, tels que le polystyrène, concurrencent également les autres matériaux dans l’isolation des bâtiments.
6- Les silicones, des polymères à part
Les silicones sont des polymères qui peuvent être obtenus sous une forme linéaire ou tridimensionnelle. Ils ont de nombreux atouts, notamment celui de rendre la surface sur laquelle ils sont déposés hydrophile ou hydrophobe, selon que la matière de cette surface est polaire ou non. Cette propriété a contribué au succès industriel des silicones. Autre avantage : les silicones peuvent être utilisés à très haute ou basse température. C’est la raison pour laquelle ils sont notamment très utilisés dans le domaine biomédical, en particulier pour les prothèses.
7- Les plastiques et l’environnement
L’usage des plastiques est très répandu, notamment dans les technologies de préservation de l’environnement. Ainsi, les pales de certaines éoliennes, de 15 mètres de long, sont en hépoxycarbone. Cependant, cette utilisation ne saurait masquer le problème de la « dégradibilité » des plastiques, qui se pose aujourd’hui avec acuité. Claude Chevrot rappelle ainsi que les sacs d’emballage en polyéthylène, d’une durée moyenne d’utilisation de quelques heures, ont une durée moyenne de dégradation de 400 ans…