Depuis ses débuts pendant et après la Seconde Guerre mondiale, l'industrie commerciale des polymères – molécules synthétiques à longue chaîne dont les « plastiques » sont un terme impropre courant – s'est développée rapidement. En 2015, plus de 320 millions de tonnes de polymères, hors fibres, ont été fabriqués dans le monde entier.

Jusqu'à ces cinq dernières années, Les concepteurs de produits polymères n'ont généralement pas pensé à ce qui se passerait après la fin de la durée de vie initiale de leur produit. Cela commence à changer, et cette question nécessitera une attention accrue dans les années à venir.

L'industrie du plastique

Le « plastique » est devenu une façon quelque peu erronée de décrire les polymères. Typiquement dérivé du pétrole ou du gaz naturel, ce sont des molécules à longue chaîne avec des centaines à des milliers de maillons dans chaque chaîne. Les longues chaînes véhiculent des propriétés physiques importantes, comme la force et la ténacité, que les molécules courtes ne peuvent tout simplement pas correspondre.

"Plastique" est en fait une forme abrégée de "thermoplastique, " un terme qui décrit les matériaux polymères qui peuvent être façonnés et remodelés à l'aide de la chaleur.

L'industrie moderne des polymères a été effectivement créée par Wallace Carothers chez DuPont dans les années 1930. Son travail minutieux sur les polyamides a conduit à la commercialisation du nylon, car une pénurie de soie pendant la guerre obligeait les femmes à chercher ailleurs des bas.

Lorsque d'autres matériaux sont devenus rares pendant la Seconde Guerre mondiale, les chercheurs se sont tournés vers les polymères synthétiques pour combler les lacunes. Par exemple, l'approvisionnement en caoutchouc naturel pour pneus de véhicules a été coupé par la conquête japonaise de l'Asie du Sud-Est, conduisant à un équivalent polymère synthétique.

Les percées en chimie motivées par la curiosité ont conduit à la poursuite du développement de polymères synthétiques, y compris le polypropylène désormais largement utilisé et le polyéthylène haute densité. Certains polymères, comme le téflon, sont tombés par hasard.

Finalement, la combinaison du besoin, les avancées scientifiques et le hasard ont conduit à la gamme complète de polymères que vous pouvez maintenant facilement reconnaître comme des « plastiques ». Ces polymères ont été rapidement commercialisés, grâce à une volonté de réduire le poids des produits et de proposer des alternatives peu coûteuses aux matières naturelles comme la cellulose ou le coton.

Types de plastique

La production mondiale de polymères synthétiques est dominée par les polyoléfines – polyéthylène et polypropylène.

Le polyéthylène se décline en deux types :« haute densité » et « basse densité ». A l'échelle moléculaire, le polyéthylène haute densité ressemble à un peigne à espacement régulier, dents courtes. La version basse densité, d'autre part, ressemble à un peigne avec des dents irrégulièrement espacées de longueur aléatoire - un peu comme une rivière et ses affluents vus d'en haut. Bien qu'ils soient tous les deux en polyéthylène, les différences de forme font que ces matériaux se comportent différemment lorsqu'ils sont moulés en films ou autres produits.

Les polyoléfines sont dominantes pour plusieurs raisons. D'abord, ils peuvent être produits en utilisant du gaz naturel relativement bon marché. Seconde, ce sont les polymères synthétiques les plus légers produits à grande échelle; leur densité est si faible qu'ils flottent. Troisième, les polyoléfines résistent aux dommages causés par l'eau, air, graisse, solvants de nettoyage – toutes les choses que ces polymères pourraient rencontrer lors de leur utilisation. Finalement, ils sont faciles à façonner en produits, tout en étant suffisamment robustes pour que les emballages fabriqués à partir d'eux ne se déforment pas dans un camion de livraison assis au soleil toute la journée.

Cependant, ces matériaux ont de sérieux inconvénients. Ils se dégradent douloureusement lentement, ce qui signifie que les polyoléfines survivront dans l'environnement pendant des décennies voire des siècles. Pendant ce temps, l'action des vagues et du vent les abrase mécaniquement, créer des microparticules pouvant être ingérées par les poissons et les animaux, remontant la chaîne alimentaire jusqu'à nous.

Le recyclage des polyoléfines n'est pas aussi simple qu'on le souhaiterait en raison de problèmes de collecte et de nettoyage. L'oxygène et la chaleur endommagent la chaîne pendant le retraitement, tandis que les aliments et autres matériaux contaminent la polyoléfine. Les progrès continus de la chimie ont créé de nouvelles qualités de polyoléfines avec une résistance et une durabilité améliorées, mais ceux-ci ne peuvent pas toujours se mélanger avec d'autres qualités lors du recyclage. Quoi de plus, les polyoléfines sont souvent associées à d'autres matériaux dans des emballages multicouches; bien que ces constructions multicouches fonctionnent bien, ils sont impossibles à recycler.

Les polymères sont parfois critiqués pour être produits à partir de pétrole et de gaz naturel de plus en plus rares. Cependant, la fraction de gaz naturel ou de pétrole utilisée pour produire les polymères est très faible; moins de 5 % du pétrole ou du gaz naturel produit chaque année est utilisé pour produire des plastiques. Plus loin, l'éthylène peut être produit à partir de l'éthanol de canne à sucre, comme cela est fait commercialement par Braskem au Brésil.

Comment le plastique est utilisé

Selon la région, l'emballage consomme 35 à 45 pour cent du polymère synthétique produit au total, où les polyoléfines dominent. Polyéthylène téréphtalate, un polyester, domine le marché des bouteilles de boissons et des fibres textiles.

Le bâtiment et la construction consomment encore 20 pour cent du total des polymères produits, où le tuyau en PVC et ses cousins ​​chimiques dominent. Les tuyaux en PVC sont légers, peut être collé plutôt que soudé ou soudé, et résistent grandement aux effets néfastes du chlore dans l'eau. Malheureusement, les atomes de chlore qui confèrent au PVC cet avantage le rendent très difficile à recycler – la plupart sont jetés en fin de vie.

Polyuréthanes, toute une famille de polymères apparentés, Sont largement utilisés dans l'isolation en mousse pour les maisons et les appareils électroménagers, ainsi que dans les revêtements architecturaux.

Le secteur automobile utilise des quantités croissantes de thermoplastiques, principalement pour réduire le poids et ainsi atteindre des normes de rendement énergétique plus élevées. L'Union européenne estime que 16 pour cent du poids d'une automobile moyenne sont des composants en plastique, notamment pour les pièces et composants intérieurs.

Plus de 70 millions de tonnes de thermoplastiques par an sont utilisées dans le textile, principalement des vêtements et des tapis. Plus de 90 pour cent de fibres synthétiques, en grande partie du téréphtalate de polyéthylène, sont produits en Asie. La croissance de l'utilisation de fibres synthétiques dans les vêtements s'est faite au détriment des fibres naturelles comme le coton et la laine, qui nécessitent des quantités importantes de terres agricoles pour être produites. L'industrie des fibres synthétiques a connu une croissance spectaculaire pour les vêtements et les tapis, grâce à l'intérêt pour des propriétés spéciales comme l'étirement, évacuation de l'humidité et respirabilité.

Comme dans le cas des emballages, les textiles ne sont généralement pas recyclés. Le citoyen américain moyen génère plus de 90 livres de déchets textiles chaque année. Selon Greenpeace, la personne moyenne en 2016 a acheté 60 pour cent de vêtements de plus chaque année que la personne moyenne n'en avait 15 ans plus tôt, et garde les vêtements moins longtemps.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.