Le plastique

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Traduction

[[Modèle:Le plastique]] (Français) / plastic (Anglais) / البلاستيك (Arabe)

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Traductions

= Définition =Le plastique est un matériaux malléable synthétique fabriqué à partir de matière organique, c’est un mélange qui contient une matière de base nommée polymères synthétiques ou artificiels issue du pétrole ou de la biomasse après traitements chimiques. Il durcit avec l'ajout d'un adjuvant. Le mot « plastique » est d’origine latin « plasticus », lui-même issu du grec ancien « πλαστικός (plastikós) » relatif au modelage. Le plastique peut être ajouté de matières comme du talc, de la silice, du verre, des fibres naturelles, afin d'augmenter sa résistance.

Domaine, Discipline, Thématique

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Physique / Energie fossile / Pétrole / Chimie / Industrie / Plasturgie / Economie / Développement durable / Environnement / Santé /

Justification

Définition écrite

• Une matière plastique est un mélange contenant une matière de base nommée polymère (issue du pétrole ou de la biomasse) qui est susceptible d’être moulé, façonné, en général à chaud et sous pression, afin de conduire à un semi-produit ou à un objet.

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Les plastiques sont des matériaux synthétiques fabriqués à partir de matières organiques. Ils sont déformables lors de la fabrication d’objets et peuvent être façonnés à volonté grâce à leur moulage. Les matières premières nécessaires à la fabrication des matières plastiques sont d’origine naturelle. Les plastiques sont généralement classés en trois types en fonction de leurs caractéristiques : thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères.

Le plastique - Historique (+)

Définition graphique

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  La matière plastique

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  Distillation du pétrole

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  Polymérisation plastique

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  Mode polymérisation

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  Etape fabrication plastique

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  Polyéthylène

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  Transformation C2H4

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  Type plastique

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  Symboles

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  Injection plastique

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  Extrusion plastique

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  Recyclage plastique

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  Production plastique

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  Déchets plastiques

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  Microplastiques

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  Moulage plastique

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  Plastique biodégradable

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  Exercices

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Concepts ou notions associés

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Pétrole / Naphta / Raffinage / Craquage / Pétrochimie / Polymérisation / Thermoplastique / Thermodurcissable / Elastomère / Moulage / Extrusion / Injection / Thermoformage / Pouvoir calorifique / Recyclage / Valorisation énergétique /

Le plastique - Glossaire / (+)

Exemples, applications, utilisations

Types du plastique LES THERMOPLASTIQUES Si les polymères industriels thermoplastiques, composés de chaînes linéaires, ont pour caractéristique principale, une fois chauffés au-delà d’un certain seuil de température, de présenter une certaine malléabilité facilitant leur mise en forme, ces matériaux uniques retrouvent leur rigidité initiale après refroidissement, sans pour autant que la matière soit thermiquement dégradée. Une qualité non-négligeable dont profitent directement les sociétés de recyclage du plastique, qui pourront les traiter de nouveau sans affecter leur structure moléculaire. C’est dans cette catégorie de polymères linéaires/plastiques que l’on trouve notamment des polyamides, comme le nylon. LES THERMODURCISSABLES Fondamentalement différents des thermoplastiques, ces polymères organiques réticulés se rigidifient de façon irréversible sous l’effet de la chaleur, et ne sauraient être transformés de nouveau sans impliquer une dégradation de leur structure. En effet, la matière thermodurcissable préserve sa forme en raison des nombreuses et solides liaisons chimiques qui lient ses chaines. Les silicones et les phénoplastes, comme la bakélite, font partie de cette famille de matériaux. LES ÉLASTOMÈRES La réticulation est une opération chimique qui consiste à former un ou plusieurs réseaux au cœur des polymères tridimensionnels, en liant entre elles les chaînes macromoléculaires. C’est grâce à cette opération effectuée durant la conformation du polymère que les élastomères (constituant de base des caoutchoucs), particulièrement déformables, peuvent atteindre jusqu’à huit fois leur taille initiale sans approcher le point de rupture. Classification du plastique synthétique selon des familles Il existe 7 grandes familles selon la classification établie par la Société de l’Industrie Plastique dans les années 80. Seulement voilà, si ce classement permet d’y voir plus clair dans la jungle des typologies de plastiques, il est encore peu connu en dehors de la sphère des pros du recyclage. * Le polyéthylène téréphtalate (PET) Étanche au CO2 - Transparent ou semi-opaque - Léger - Solide - Longue durée de vie Il se présente sous forme de : - Emballages alimentaires - Bouteilles de boissons gazeuses - Rembourrage de peluches et de coussins - Cartes de crédit ou de fidélité * Le polyéthylène haute densité (PEHD) -Translucide - Souple et flexible - Résistant au froid et au chaud - Non résistant aux agents oxydants Il se présente sous forme de : - Produits ménagers - Caisses en plastique - Bidons d'huile moteur - Bouteilles de lait - Flacons de shampoing - Flacons de médicaments - Bouchons de boissons gazeuses * Le polychlorure de vinyle (PVC) - Rigide ou souple - Opaque ou transparent - Antidérapant ou lisse - Résistant à l’eau et au feu - Facile à entretenir - Inerte Il se présente sous forme de : - Emballages de fromages et viandes - Ruban adhésif - Cartes de crédit ou de fidélité - Manches d’ustensiles de cuisine - Tétines de biberon - Mobilier de jardin - Couche-culotte * Le polyéthylène basse densité (LDPE) - Translucide - Souple - Résistant au froid Il se présente sous forme de : - Films alimentaires - Sacs-poubelles et sacs plastiques - Bouchons de bouteilles de lait - Sachets de glaçons * Le polypropylène (PP) - Résistant aux hautes et basses températures - Hydrophobe - Translucide à opaque - Dur à semi-rigide - Très résistant à l'abrasion Il se présente sous forme de : - Emballages de beurre - Tapis synthétiques - Pailles à boire - Vaisselle pour enfant - Plat micro-ondable * Le polystyrène (PS) - Dur - Cassant - Opaque ou transparent Il se présente sous forme de : - Équerre et rapporteur d’écolier - Pot de yaourt ou de crème fraîche - Barquette de viande en styromousse * Les autres Il se présente sous forme de : - Bonbonnes pour refroidisseurs d'eau - Bouteilles réutilisables - Biberons Pour savoir différencier les types du plastique, il existe un système de sigles où chaque type de plastique est représenté par un chiffre (correspondant à la famille de plastique) entouré d’un triangle fléché. Il est apposé sur l’ensemble des contenants et emballages plastiques afin de vous faciliter le tri des déchets en plastique. Plastique : production et pollution De nos jours : taux record de production d’un plastique, pourtant décrié 360 millions de tonnes métriques. C’est la quantité de plastique produite au monde en 2018 soit une hausse de 3% par rapport à 2017. Source : Plastics, the fact 2019 PlasticsEurope Parce qu’ils présentent encore aujourd’hui de nombreux avantages, la production mondiale de plastiques augmente chaque année. Néanmoins, la pollution plastique est un soucis environnemental majeur. Repenser la fin de vie de ce matériau pourtant si pratique devient donc un enjeu de société. « Chaque année, 8 millions de tonnes de plastiques finissent dans les océans et si rien ne change, en 2050, il y aura plus de plastiques que de poissons… »Nadia Auclair, Présidente de Carbiolice Des recherches scientifiques ont montré que ces déchets plastiques issus de notre consommation “se dégradent extrêmement lentement et présentent une menace potentielle pour les écosystèmes marins ainsi que pour la santé humaine”. La menace la plus directe pour la faune animale est la mort par asphyxie des prédateurs : oiseaux de mer, tortues, mammifères marins qui peuvent confondre des détritus comme des sacs plastiques et des proies. La menace plus indirecte et moins connue est l’intoxication. En effet, malgré une durée de dégradation élevée, les déchets plastiques se dissolvent en microparticules sous l’action des rayonnements solaires, par oxydation et par “abrasion de l’eau de mer” (érosion par les vagues, le charriage des courants). Ces microparticules mesures moins de 5 mm soient la taille d’un microplancton (Scientific Report 2018). Le premier danger pour faune animale est l’absorption de ces microparticules de plastique. Le deuxième danger est que ces microparticules agissent comme des fixateurs de toxines qui viennent s’accrocher à ces microparticules, par exemple des métaux lourds. L’ingestion de ces microparticules chargées en toxines peut engendrer des conséquences sur la santé de la flore animale, et se répercuter sur notre santé lors de la consommation de produits marins. Faits inquiétants, selon une étude nous ingérons par an l’équivalent d’un cintre en plastique, tout en sachant que d’ici 2050, 99% des animaux marins auront ingérés des particules de plastique. L’ingestion ou l’inhalation de produits toxiques et microparticules de plastique à forte dose a pour conséquence connue sur la santé : cancer, neurotoxicité, trouble du développement chez les enfants (neurologique et développementale) et lésions sur le système respiratoire et reproducteur. (+)

Erreurs ou confusions éventuelles

• Confusion entre plastique synthétique - plastique biodégradable
• Confusion entre polymérisation - polyaddition
• Confusion entre thermoplastiques - thermodurcissables
• Confusion entre polymère - elastomère
• Confusion entre matière - matériau
• Erreur fréquente: Tout le plastique est recyclable

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Questions possibles

• Comment synthétiser le plastique à partir du pétrole ?
• Quels sont les types du plastique naphténique ?
• Est-ce-que tout le plastique est recyclable?
• Quels sont les impacts de l'utilisation du plastique sur l'environnement et la santé humaine ?
• C'est quoi le plastique biodégradable?
• Comment se fait la valorisation énergétique du plastique?

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Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

Cycle de vie d’un produit plastique

A partir de pétrole brut, par le process de raffinage on obtient (dans l’ordre d’apparition) :

Du bitume -> des graisses -> des huiles -> du kérosène -> du fuel -> du naphta -> de l’essence

A partir du Naphta, par le process de vapocraquage on obtient (dans l’ordre d’apparition aussi)

De l’essence -> du benzène -> des alcènes -> du butène, -> du butadiène -> du propylène -> de l’éthylène 

Pour obtenir nos thermoplastiques, nous allons transformer les monomères obtenus.

• L’éthylène

• Le propylène

• Le butadiène

• Le naphta, ingrédient de base du plastique
  

Le naphta est un liquide issu du raffinage du pétrole qui se condense entre 40 et 180 °C. Il constitue la matière première des plastiques. Avant d'être utilisé par les plasturgistes, le naphta doit subir une opération de craquage.

Le naphta doit encore subir une importante étape de transformation avant d’être utilisé par les plasturgistes. Baptisée craquage, cette opération consiste à fragmenter les grosses molécules d’hydrocarbures (constituées de carbone et d’hydrogène) du naphta en sections plus petites, et donc plus facilement exploitables.

• Le craquage
  

Ce naphta doit ensuite passer par la case craquage (un chaud-froid extrême et soudain) lui donnant la forme de fragments de molécules.

Pour ce faire, on associe liquide pétrolier et vapeur d’eau, avant de chauffer le mélange à 800°C puis d’abaisser brutalement sa température à 400°C. Ce sont les petites molécules obtenues à l’issue du processus, constituées de 2 à 7 atomes de carbone et appelées monomères, qui seront bientôt mis en réaction et enchaînés pour former des polymères, véritables cœurs de la matière plastique.

Sous l'effet d'un chauffage (800 °C) puis d'un refroidissement brutal (400 °C), les grosses molécules d'hydrocarbures qui constituent le naphta se voient fragmentées en molécules plus facilement exploitables.

• La polymérisation
  

Les monomères obtenus après craquage contiennent entre 2 et 7 atomes de carbone chacun. Grâce à des réactions dites d'addition (chaîne de monomères identiques) ou de condensation (chaîne de monomères différents), ils se lient entre eux pour former des polymères, présentés sous la forme de granulés, de liquides ou de poudres.

• La polyaddition (la polymérisation en chaîne)

• La polycondensation (la polymérisation par étapes)

Les polymères courants obtenus par polyaddition sont :

• Le PE Polyéthylène

• Le PP Polypropylène

• Le PVC Polychlorure de vinyle

• Le PS Polystyrène

• Le POM Polyoxyméthylène

• Le PTFE polytétrafluoroéthylène

• Le PA6 Polyamide

Les principaux polymères obtenus pas polycondensation sont :

• Le PA6-6 Polyamide

• LE PET Polyester

• Le PC Polycarbonate

• Le PEEK polyetheretherketone

• La mise en forme
  

Les différents matériaux plastiques que nous connaissons sont obtenus grâce à l'ajout d'adjuvants et d'additifs. Ils sont ensuite mis en forme par moulage, par extrusion, par injection ou encore par thermoformage qui permet à ces polymères de passer de l'état de résine à celui sous lesquels nous connaissons ces fameuses matières plastiques.

• Le recyclage des déchets plastiques
  

Tous les plastiques ne sont pas recyclables. Du moins, pas encore…

Pour simplifier, sachez que les plastiques qui se recyclent appartiennent essentiellement aux familles des polyéthylènes téréphtalates (PET), des polyéthylènes haute densité (PEHD) et des polypropylènes (PP). Très concrètement, les bouteilles (eau, sodas, yaourts à boire, huile alimentaire, lessive, etc.) et les flacons (gel douche, shampoing, sauce, liquide vaisselle, etc.) sont des déchets recyclables.

La majeure partie des déchets plastiques engendrés (un peu plus de trois millions de tonnes) ont été mis en décharge (1,4 millions) ou redirigés vers la valorisation énergétique (1,1 millions), tandis que les 17% restants étaient recyclés, c'est-à-dire retransformés en matières plastiques.

Mais avant de passer entre les mains des transformateurs, des utilisateurs ou d’une entreprise de recyclage comme Paprec group, ces plastiques sont eux-mêmes fabriqués avec un certain nombre de matières premières, qu’il nous faut passer en revue pour mieux connaitre les cycles de fabrication, et comprendre comment se recycle le plastique.

830 litres de pétrole épargnés grâce au recyclage d’une tonne de plastique.

2,29 tonnes équivalent CO2 économisées grâce au recyclage d'une tonne de bouteilles en PET.

Fabriqué à partir de pétrole, le plastique provient d'une ressource polluante et limitée. Jeté dans la nature, il lui faut des siècles pour se dégrader. Le recyclage est donc un moyen efficace de lutter contre le gaspillage et limiter les rejets de gaz à effet de serre.

Après usage et collecte, les déchets plastiques sont acheminés vers des usines de traitement pour y être prélavés et triés. Ils sont ensuite broyés en paillettes, lavés, rincés, essorés, séchés, tamisés et régénérés en granules.

Il est à noter que le pouvoir calorifique du plastique équivaut à celui du charbon ou du pétrole. Ainsi, une part importante des déchets plastiques suivent actuellement une filière de valorisation énergétique.

Le plastique recyclé possède un pouvoir calorifique équivalent à celui du charbon (et du pétrole). C’est pourquoi la valorisation énergétique représente une part importante du traitement des déchets plastiques.

Pollution plastique : quelle solution ?

Heureusement, la prise de conscience autour des enjeux environnementaux se développe et incite à de nouveaux progrès : amélioration du recyclage, utilisation de matières premières renouvelables, utilisation raisonnée des matériaux, développement de la biodégradabilité… En parallèle, de nouvelles lois entrent en vigueur :

• 2016 : interdiction des sacs plastiques à usage unique
  

Sera marquée par l’interdiction des sacs de caisse en plastique à usage unique en France. Une première étape dans la lutte contre la pollution plastique, qui contraint les usagers et les fabricants à trouver des alternatives plus écologiques, et les marques à prendre des engagements pour réduire leur empreinte plastique (notamment au travers des 3R : réduire, réutiliser, recycler).

• 2020 : limiter le suremballage et développer le plastique compostable
  

Au niveau européen, la directive SUP (Single Use Plastic) impose également un certain nombre de mesures : les touillettes, pailles et coton-tige ont ainsi été bannis de l’Union Européenne.

Face à ces interdictions, et afin de « limiter le suremballage et l’utilisation du plastique à usage unique« , la Convention Citoyenne a également proposé en juin 2020 de « développer le vrac et les consignes dans les lieux de distribution » et de favoriser « les emballages biosourcés compostables ». Le compostage apparaît en effet comme une réelle alternative pour repenser la fin de vie de tous les plastiques ne pouvant aujourd’hui être recyclés ou réutilisés, parce qu’ils sont trop fins, souillés ou fabriqués en multicouches.

Plastique biodégradable

Les plastiques ont révolutionné notre vie quotidienne. Chaque jour, les chercheurs et les scientifiques continuent d’élargir les frontières du savoir dans tous les domaines où les plastiques peuvent nous aider. Ils travaillent sur des solutions toujours plus respectueuses, qui feront bientôt partie de notre quotidien. Et si, pour continuer d’être « fantastique », le plastique devait être 100% biodégradable, 100% compostable assurant ainsi une croissance écologique .

En accélérant la biodégradation des plastiques compostables à base de PLA, la technologie Evanesto® permet d’ajouter aux épluchures de pommes et marc de café, les gobelets, pots de yaourt, barquettes, capsules et autres films plastiques et de les dégrader en moins de 200 jours directement dans votre composteur sans résidu et sans toxicité.

Si la terre est évidemment riche en molécules organiques, la cellulose demeure la plus courante d’entre elles, puisque cet homopolymère naturel (issu d’une seule espèce de monomère) est le constituant principal de la paroi cellulaire des végétaux, avec une teneur variant de 15 à 99%. Notamment utilisé par l’industrie plastique pour fabriquer de l’acétate de cellulose, du celluloïd, du cellophane ou du rhodoïd, cette matière première est extraite au moyen de divers traitements mécaniques et chimiques successifs, appelés à séparer – notamment par broyage et purification- la cellulose des autres constituants végétaux (résines, graisses, cires etc.).

Des procédés complémentaires de traitement du plastique (blanchiment, séchage, mise en forme) peuvent ensuite être mis en place selon les exigences des clients et le type de produit souhaité. Les fibres de cellulose sont également employées –entre autres – par les industries textiles, papetières et agroalimentaires, ou encore le secteur du BTP (notamment pour les matériaux d’isolation).

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Aides et astuces

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Education: Autres liens, sites ou portails

• https://cmapscloud.ihmc.us/rid=1XHHPP3R8-290K6YJ-77V0C0
• http://tpepetrole09.free.fr/TPE/raffinage.html
• https://laconsciencedesetudiants.fr/2020/05/31/le-7eme-continent-un-monstre-de-plastique/
• http://www.asytec.fr/fabrication-des-matieres-plastiques/
• https://www.plasticcollectors.com/fr/blog/how-is-plastic-made/
• https://www.paprec.com/fr/comprendre-le-recyclage/tout-savoir-sur-les-matieres-recyclables/plastiques/
• https://fr.boell.org/fr/2020/02/05/le-plastique-menace-pour-le-climat

Bibliographie

Pour citer cette page: (plastique)

ABROUGUI, M & al, 2021. Le plastique. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Le_plastique>, consulté le 24, novembre, 2024

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