1- Plastique ordinaire ou conventionnel
1-1- Origine
Le premier plastique défini comme tel a été le Celluloïd, préparé en 1869 et encore employé de nos jours; il s’agissait d’une modification d’un polymère naturel : la cellulose. Le deuxième plastique, la galalithe, résultat d’une modification d’un autre polymère naturel, la caséine, une protéine du lait (DORBANE .,et LAURENT ; 2013).
Le premier plastique entièrement artificiel a été la bakélite, obtenue à partir du formaldéhyde et du phénol. C’est à l’occasion de l’Exposition Internationale de Londres en 1862 que les premiers échantillons de Parkésine, un type de Celluloïd, ont été présentés. Ces échantillons constituent la toute première forme de la matière plastique (LAURENT ;2013. BENSLIMANE ;2014 )
Les plastiques inventés aux 19èmes siècles ont remplacé les matériaux traditionnels comme le bois ou le métal. Les recherches menées pour améliorer et diversifier leurs propriétés les destinent à de nombreuses utilisations. Les matières plastiques sont légères, hygiéniques, durables et faites sur mesure. C’est grâce à toutes leurs qualités qu’elles sont devenues irremplaçables et omniprésentes dans les objets notre vie quotidienne.(KARA SLIMANE ;2010 ).
1-2- Composition de la plastique:
Les matières plastiques sont composées principalement de petites molécules chimiques, qui ont la propriété de se mettre facilement en forme ; c’est un matériau récent tiré du pétrole. Il existe des centaines de variétés différentes de plastique.
1-3- Fabrication de plastique:
Le plastique est un mélange qui a pour matière de base un polymère qui est susceptible d’être moule façonné en générale à chaud et sous pression a fin de la conduire à un semi- produit ou a un objet.
La fabrication des matières plastiques se font à partir du pétrole, qui est subit deux étapes:
- Le raffinage: le pétrole est chauffé dans une colonne de distillation, on obtient le NAPHTA dérive du pétrole pour le plastique
- Le craquage:la matière est chauffée a 800 C pendant une fraction de seconde puis refroidissement immédiate, qui a pour objet de casser les molécules, le craquage du NAPHTA produit l’éthylène on gaz, plusieurs molécules se forment puis on obtient le polyéthylène(DORBANE., ,.2014).
L’opération de fabrication de plastique est très consommatrice d’énergie elle consomme 4 pour cent de la consommation mondiale en pétrole (LAURENT ;2013).
1-4- Différentes matières en plastique
1-4-1- Polyéthylène (PE) :
Cette matière plastique représente à elle seule environ un tiers de la production totale des matières synthétiques et constitue la moitié des emballages plastiques. Plusieurs millions de tonnes de polyéthylène sont produites chaque année car c’est un matériau extrêmement polyvalent et important sur le plan économique et écologique. Grâce à sa structure chimique simple, le polyéthylène prime sur la plupart des autres matériaux car il peut être réutilisé. Au cours de ces dernières années, le recyclage des produits usés en PE a pris de plus en plus d’importance : 50% du PE constituant les sacs poubelle est recyclé. Le polyéthylène est translucide, inerte, facile à manier et résistant au froid. Il existe différents polyéthylènes classés en fonction de leur densité. Celle-ci dépend du nombre et de la longueur des ramifications présentes dans le matériau. On distingue deux familles: le PEBD ou polyéthylène basse densité et le PEHD polyéthylène haute densité( DAVIDOVIE ; 2006 et DORBANE)
1-4-2- Polypropylène (PP):
C’est aussi un polymère très polyvalent qui sert à la fois comme thermoplastique et comme fibre. Il est très facile à colorer et n’absorbe pas l’eau. On en trouve beaucoup sous forme de pièces moulées dans les équipements automobiles (pare-chocs, tableaux de bord, habillage de l’habitacle) et dans le mobilier de jardin. Ce matériau sert à fabriquer des boîtes à aliments qui résistent au lave-vaisselle parce qu’il ne fond pas en dessous de 160°C. Le polypropylène est aussi utilisé dans la fabrication de fibres synthétiques ( tapis, moquettes, cordes, ficelles) mais aussi pour les emballages alimentaires en raison de son aspect brillant et de sa résistance (flacons, films, pots). Cependant, le PP film est un des plastiques usuels les plus difficiles à recycler surtout s’il est imprimé. Le contrôle de la polymérisation par catalyse permet de jouer sur la structure enfin de produire du polypropylène élastomère(DAVIDOVIE., et LAURENT ;2013)
1-4-3- Polystyrène (PS) :
Le polystyrène est un plastique dur, cassant et transparent. C’est un produit industriel courant largement diffusé, offrant de très nombreux usages. On le reconnaît facilement à un blanchissement sur les zones de contraintes avant la rupture ou à sa fumée noire et à son odeur caractéristique lors de sa combustion. On l’utilise pour fabriquer du mobilier, des emballages, des grilles de ventilation, des jouets, des verres plastique… On distingue trois types de polystyrènes :
Le polystyrène “cristal” n’a pas une structure cristalline mais porte ce nom en raison de son aspect transparent. Il polymérise sons forme de perles à haute température en présence d’un adjuvant plastifiant. C’est un plastique dur et cassant utilisé pour de nombreux types de boîtes, les boîtiers CD notamment (LAURENT . G 2013)
1-4-4- Polyesters et le polyéthylène téréphtalate (PET) :
C’est un polymère obtenu par la polycondensation de deux composants : le diméthyltéréphtalate et l’éthylène glycol. Les chaînes vont s’arranger et former des fibres résistantes. Le PET est surtout employé pour la fabrication de fils textiles, de films et de bouteilles. L’inventeur des bouteilles en PET, Nathaniel Wyeth voulait faire une bouteille incassable. Cependant, ce plastique devient mou à moyenne température. Cette propriété empêche de consigner les bouteilles en PET car il faut les laver à une température trop haute. Pour cette même raison, on ne peut pas l’utiliser pour les confitures qui sont coulées chaudes dans les pots. Il existe aujourd’hui un nouveau type de polyester plus résistant à la chaleur qui correspond à ce que l’on recherche pour les pots de confiture et les bouteilles consignées. C’est le polyéthylène naphtalate ou PEN.(DAVIDOVIE ; et LAURENT ; 2013)
1-4-5- Polyacétals ou polyoxyméthylène (POM) :
Les poly acétals ont des propriétés qui les rendent irremplaçables pour des pièces à fortes exigences mécaniques comme les engrenages et les poulies. Ils sont solides, présentent les qualités de métaux tels que l’acier, l’aluminium ou le zinc. Ils résistent à la plupart des agents chimiques et ont un faible coefficient de frottement. Par contre, ils ont une densité élevée et une assez faible résistance à la température. La recherche vise à augmenter leur résistance au choc pour permettre la réalisation de plus grosses pièces(DORBANE ; BENSLIMANE. ;2014).)
1-4-6- Polychlorure de vinyle PCV
Il est obtenu par la polymérisation des monomères de chlorure de vinyle CH=CH−Cl2. Ce polymère de formule − (CH − CH − Cl) −2n est issu d’une réaction chimique entre de l’éthylène et de l’acide chlorhydrique, en présence d’oxygène, Il peut être soit rigide soit souple selon les ingrédients qu’on lui incorpore. Le PVC rigide qui a un aspect lisse et dur est utilisé pour les tuyaux de canalisation. Le PVC souple qui recouvre certaines pièces comme les manches de pinces a un aspect brillant. C’est après le PE, le plastique PVC est le plus utilisé au monde. Il est largement employé dans l’industrie de l’ameublement et dans le bâtiment ou le génie civil.(BENSLIMANE ;.2014).)
1-4-7- Polyamides (PA) :
C’est la première matière plastique à avoir été découverte en 1938. Selon la longueur des chaînes, on obtient différents types de PA que l’on distingue par des chiffres : par exemple le PA 6.6 est le nylon. Ce sont des polymères qui offrent un bon compromis entre des qualités mécaniques, thermiques et chimiques. Les polyamides sont utilisés pour réaliser des pièces moulées dans l’appareillage ménager et automobile, des tapis et des moquettes, de la robinetterie, de la serrurerie, des engrenages, des textiles (lingerie et voilages)… L’inconvénient principal de tous les polyamides est qu’ils sont hydrophiles ce qui limite leur usage pour certaines pièces mécaniques(DAVIDOVIE ; et LAURENT ; 2013)
Malgré ses applications positives dans divers domaines, les matières plastiques peuvent poser des sérieux problèmes vis-à-vis de l’environnement et de la santé. En effet, la contenance des adjuvants et des monomères, en quantité plus au moins grandes, dans les polymères présente le risque de réactions chimiques nocives pendant la fabrication et l’usage de ces matières. Pendant la décomposition à haute température, ces matières génèrent des émissions de gaz, des solvants, des poussières et des rejets atmosphériques considérables. (LAURENT . G.2013).
L’étude de l’impact de l’usage de plastiques sur les trois dimensions du développement durable ne se limite pas uniquement au stade de la fabrication et de l’utilisation dans le sens où à la fin de leur cycle de vie des produits plastiques (surtout les emballages) peut être aussi source de préjudices environnementaux et sanitaires (DORBANE ; .BENSLIMANE ;2014).
2- Bioplastique :
2-1- Origine :
L’amidon est un polysaccharide d’origine végétale composé d’unités glucose C6H12O6. Il est la principale substance glucidique de réserve des plantes supérieures. L’amidon représente une fraction pondérale importante des matières premières agricoles. On le trouve stocké dans les organes de réserve des végétaux tels que les céréales (30-70% de la matière sèche), les tubercules (60-90 %) et les légumineuses (25 à 50 %).
L’amidon est également utilisé dans de nombreux secteurs industriels non-alimentaires : la production papetière, l’industrie pharmaceutique, cosmétique, textile etc. Il est devenu également ces dernières années une matière première intéressante pour la production de matières plastiques bio basées et biodégradables. (DAVIDOVIC ; 2006 et WERTZ ;2011).
L’examen de l’utilisation du terme bioplastique au cours des dernières années permet de constater que son emploi n’est pas uniforme. Le même constat a été fait par la revue Sciences et Avenir qui définit les bioplastiques comme étant : « un néologisme formé de toutes pièces par les industriels et qui recouvre des plastiques à la composition et à l’intérêt écologique très variables » (Mulot ;2007).
Les bioplastiques connaissent un engouement depuis quelques années et ils sont présentés comme des solutions de rechange plus respectueuses de l’environnement. Ils sont souvent biodégradables et issus de ressources renouvelables,( DAVIDOVIC ; 2006 LAURENT ;2013 ).
2-2- Composition de bioplastique :
Le bioplastique est composé a partir de la polymérisation par condensation qui entraîne des réactions chimiques qui conduisant à la formation de sous-produits.
Les deux monomères en présence donnent naissance à une molécule intermédiaire, laquelle constituellément fondamental qui se répété dans la macromolécule, dans ce cas on obtient le polyéthylène ( bioplastique).( BENSLIMANE ;2014 )
2-3- Polymérisation
Les polymères, appelés communément “matières plastiques”, sont indissociables de notre environnement et de notre vie pratique. Ils se sont imposés dans tous les domaines de nos activités: des objets les plus banals jusqu’aux applications techniques sophistiquées, en passant par leur utilisation dans les produits d’hygiène, d’alimentation et de biomécanique.(CHABANE ; 2009 et LAURENT ; 2013).
Les polymères sont constitués de macromolécules qui sont obtenues par adjonction de petites molécules appelées monomères. Lors d’une réaction de polymérisation, les monomères forment en général de longues chaînes qui peuvent se replier sur elles-mêmes et/ou s’enchevêtrer avec les macromolécules voisines . Les longues chaînes de polymères peuvent présenter des domaines cristallins et/ou amorphes selon les cas (HADDAR ; 2012 et LAURENT ;2013).
Dans la macromolécule suivante …..A-A-A-A-A-A-A….. = [−A−] l’unité constitutive est A; elle est formée d’un groupe d’atomes qui se répètent. A l’échelle moléculaire, quelques centaines de nm, la plupart des macromolécules se présentent sous forme de « fils longs et souples ≫. Les réactions chimiques permettant de passer d’un monomère A à la macromolécule [-A-] n s’appellent polymérisation. Ainsi, l’éthylène CH2=CH2 (monomère) conduit par polymérisation par ouverture de la double liaison au polyéthylène (polymère) [−CH2 − CH2−]n.(HADDAR ;2012 ).
2-4- Utilisation des bioplastiques :
L’utilisation des bioplastiques est reste encore très marginale et il ne présentent que 1 à 2 pour cent du matière totale du plastique (LAURENT ;2013).
Les bioplastiques sont utilisés pour fabriquer des plastiques souples ou rigides.
2-4-1- Plastiques souples :
Ils sont utilisés principalement comme matériaux d’emballage. Les bioplastiques se sont largement imposés dans ce domaine. Ils sont employés notamment pour fabriquer des sachets en plastique biodégradable et des emballages de produits frais rapidement périssables.
Autre utilisation possible: les barquettes à viande, qui sont fabriquées d’une part, (en partie) avec des matériaux biodégradables et, d’autre part, avec des plastiques non biodégradables à base de canne à sucre.
2-4-2- Plastiques rigides
- Contenants (pots de yogourt, bacs à glace, articles pour la restauration, pots de ..)
- Barquettes (barquettes de viande fraîche, boîtes de pralinés)
- Bouteilles en PET fabriquées en partie avec des matières premières renouvelables
- Dosettes de café (DORBANE ; BENSLIMANE ;2014) –
Les processus de certification et les logos sont bénéfiques en donnant de la crédibilité aux diverses allégations des fabricants. Ils servent également à renseigner les clients rapidement et clairement sur par exemple, une des caractéristiques environnementales des produits qu’ils se procurent
2-5- Biodégradabilité du bioplastique :
La biodégradabilité des plastiques est définie par des standards et l’utilisation du terme est donc bien encadrée. Selon la norme ASTM D6400, un plastique biodégradable : «Se dit d’un plastique dégradable dont la dégradation résulte de l’action de microorganismes naturellement présents dans le milieu tels que les bactéries, les mycètes ou les algues» (ASTM ;2012).
Il y a plusieurs mécanismes de dégradation, mais les bioplastiques biodégradables se dégradent généralement en deux phases : – La dégradation primaire où les chaînes moléculaires se scindent en plus petits fragments par hydrolyse ou oxydation; – La biodégradation ultime ou l’assimilation par les microorganismes. (LAURENT . ; 2013).
2-6- Facteurs favorisant la croissance du marché occupé par les bioplastiques
Malgré les freins liés à l’essor des bioplastiques, les prévisions de croissance sont excellentes au cours des prochaines années. La demande globale pour les bioplastiques devrait doubler entre 2013 et 2018 pour atteindre près de 2 millions de tonnes métriques ( LACHANCE ;2011).
Une règlementation plus restrictive à l’égard de l’utilisation des plastiques d’origine fossile non biodégradables a assurément une influence positive sur la demande des bioplastiques composables. Plusieurs pays ont mis en place des règlementations interdisant, limitant ou taxant les sacs jetables qui dans certains cas favorisent les bioplastiques. Par exemple, depuis janvier 2011, l’Italie interdit les sacs d’emplettes à usage unique non composables et la France dans l’articule n 75 du loi de transition de l’énergie interdit l’utilisation des sachets a usage unique a partir de 1ere janvier 2016 (JORF n: 0189 du 18 aout 2015).
La fluctuation des prix fluctuent des hydrocarbures qui sont considérablement un facteur qui favorise grandement demande pour les bioplastiques .
Plusieurs entreprises importantes dans l’industrie de l’alimentation utilisent ou prévoient utiliser ce type de bioplastiques, c’est le cas notamment des entreprises Coca-Cola et Pepsi pour leurs bouteilles , ainsi que Danone pour certains de ses pots fabriqués en bioplastique( RICHARD .,2012).
Source:
OUCIF ALOUANE, Alouane 2016 . Valorisation des déchets de la pomme de terre par la fabrication de bioplastique dans la région de Souf.
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