I. Présentation générale

I. 1. Les polymères

Les polymères sont des matériaux composés de très longues chaînes (macromolécules), elles-mêmes formées de molécules élémentaires (monomères) assemblées entre elles. Ces chaînes sont principalement constituées d'atomes de carbone sur lesquels sont fixés des éléments comme l'hydrogène ou l'oxygène. D'autres éléments, notamment le chlore, l'azote ou le fluor, peuvent encore intervenir dans la composition de la chaîne.

Trois grandes familles de polymères peuvent être distinguées : les thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères.

I. 1. 1 Les thermoplastiques

Les polymères composés de chaînes macromoléculaires linéaires ou avec ramifications sont désignés sous le terme thermoplastiques.

Sous l'effet de la chaleur, les chaînes de ces polymères glissent les unes par rapport aux autres. Le polymère se ramollit, peut se déformer et être mis en forme. Après refroidissement, la forme donnée est figée. Cette opération peut être répétée : à nouveau chauffé, le polymère redevient malléable et peut être remis en forme. Exclusivement possédée par les polymères thermoplastiques, cette caractéristique permet la recyclabilité de ces matières. Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

I. 1. 2 Les thermodurcissables

Les polymères réticulés (contenant des nœuds entre les chaînes macromoléculaires) ou en réseau constituent les thermodurcissables. A l'inverse des thermoplastiques, la mobilité thermique est réduite. Plus la température est élevée, plus les chaînes tridimensionnelles se figent ; les liaisons ou nœuds se renforcent. L'opération est irréversible. Le polymère se rigidifie dès la première transformation jusqu'à se dégrader si la température continue d'augmenter. Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

I. 1. 3 Les élastomères

Les élastomères sont caractérisés par leur grande déformabilité (6 à 8 fois leur longueur initiale). Ils sont obtenus à partir de polymères linéaires caractérisés par des liaisons extrêmement faibles. Ces polymères sont donc des liquides très visqueux. Pour être utilisés comme caoutchouc, des liaisons pontales (nœuds de réticulation) doivent être introduites entre les chaînes, conférant ainsi aux matériaux une structure tridimensionnelle qui assure la réversibilité de la déformation mécanique. Les nœuds de réticulation sont introduits par une réaction chimique appelée vulcanisation après la mise en forme du matériau.

Dans cette catégorie se trouvent les polymères suivants :

I. 2. Les propriétés des polymères

Le développement de l’utilisation des matières plastiques dans tous les secteurs d’activités s’explique par le fait que les polymères sont, par leurs propriétés, en parfaite adéquation avec les applications envisagées ; chaque polymère ayant des propriétés qui lui sont propres. Les matières plastiques ont su se substituer à d’autres matériaux car :

Ø      Leur densité est faible (légèreté) ;

Ø      Leur coût est peu élevé ;

Ø      Leurs performances sont notables surtout si elles sont ramenées à leur unité de masse ;

Ø      Leur facilité de mise en œuvre permet des cadences élevées et des géométries complexes.

Le tableau ci après regroupe les principales caractéristiques des polymères de grande diffusion et des applications qui en découlent :

    PROPRIETES                                                   APPLICATIONS

Certains polymères sont également associés afin d’obtenir une complémentarité des propriétés finales voire une synergie.

I. 3. Historique et situation actuelle

Bien que les matières plastiques soient considérées comme des matériaux modernes, elles ont une histoire d'un siècle et demi.

La découverte en 1839 du procédé de vulcanisation (réticulation au moyen de soufre) permit le développement industriel du caoutchouc et de ses applications (pneus, amortisseurs, ...). Il faut attendre encore trente ans pour voir apparaître un autre matériau au niveau industriel : le Celluloïd. Celui-ci est considéré comme la première matière plastique commercialisée. Il a été inventé à l'occasion d'un concours qui avait pour but de trouver un matériau de substitution à l'ivoire naturel, jusqu'alors utilisé pour fabriquer les boules de billard. C'est réellement à partir des années 30 que la majorité des polymères (thermoplastiques et thermodurcissables) est caractérisée et fabriquée en quantité industrielle.

 Depuis, la synthèse de nouvelles macromolécules n'a jamais cessé, adaptant l'offre aux applications les plus diverses et gagnant ainsi de nouvelles parts de marchés sur les matériaux dits traditionnels, comme le montre le graphique ci-dessous :

Evolution de la production mondiale des matières plastiques,

acier et aluminium depuis 1970

Aujourd'hui, la consommation réelle de matières plastiques en France s'élève à 4.866.000 tonnes, répartie dans tous les secteurs d'activités et entre toutes les natures de polymères :

Répartition de la consommation réelle française de matières plastiques par application et par résine

Les grands thermoplastiques (polymères de consommation courante) représentent 75 % de la consommation totale française de matières plastiques. Les 25 % restants se répartissent entre les thermodurcissables et les polymères techniques.

I. 4. Origines des déchets plastiques

Déchets industriels :

Ø      cas des thermoplastiques homogènes, propres-non mélangés-identifiés (carottes d’injection, chutes de découpage de films et profilés,...);

Ø      cas des thermoplastiques complexés, imprimés ou collés (multicouches & hétérogènes).

Déchets de distribution :

Ø      transport (emballages de protection en PS expansé, fûts, bidons en PEHD,...);

Ø      suremballage (films ou housses en PE rétractables ou étirables).

Déchets de consommateurs finaux :

Ø      ordures ménagères (emballages souples, sacs, corps creux, pots, tubes,...);

Ø      BTP;

Ø      automobile (pare-chocs et tableau de bord en PP, mousse de siège en PU,...);

Ø      agriculture (films, ensilages, ficelles, sacs tissés, tubes, tuyaux,...).

En France : 2.700.000 tonnes de déchets de matières plastiques réparties par secteurs :

I. 5. Les matières plastiques non négligeables dans les déchets ménagers

I. 6. Comparaisons internationales

Les mêmes difficultés de classement se retrouvent amplifiées pour établir des comparaisons internationales. Là encore, celles-ci ne peuvent servir qu'à établir des repères. Le critère le plus adapté est celui du montant par habitant. On constate alors que la production de déchets est, en général, plutôt liée à la richesse du pays, mais avec des exceptions notables, tant dans les pays riches que dans les pays pauvres.

La France se situe dans une position moyenne parmi les pays développés. Un Français produit deux fois moins de déchets qu'un Américain (755 kilos par an, soit près de 2 kilos par jour et par personne), dix fois plus qu'un habitant d'un pays en développement. En Europe, la France se situe dans une position moyenne, légèrement supérieure à l'Allemagne ou au Royaume Uni, largement inférieure aux pays nordiques, Norvège ou Finlande.

I. 7. Contexte juridique

Le recyclage des polymères devient inévitable, en effet, trois décrets ont été pris :

Ø      Le 1er avril 1992 pour organiser la phase d’élimination des déchets ménagers,

Ø      Le 13 juillet 1994 pour organiser la phase d’élimination des autres déchets,

Ø      Le décret n° 98-638 du 20 juillet 1998 dans le domaine de l’élimination des déchets et de la récupération des matériaux.

Dans le cas des emballages, ils devront satisfaire un certain nombre d’exigences prenant en compte le futur recyclage ou la future élimination de l’emballage devenu déchet.

L’emballage réutilisable devra :

Ø      pouvoir supporter plusieurs trajets ou rotations,

Ø      pouvoir être traité en vue d’une nouvelle utilisation dans le respect des règles applicables en matière de santé et de sécurité des travailleurs.

Ø      être conçu et fabriqué de façon à être conforme aux exigences propres à sa valorisation lorsqu’il devient un déchet. Un certain pourcentage en masse devra pouvoir être recyclé pour la production de biens commercialisables.

Ø      Les déchets d’emballage devront posséder une valeur calorifique suffisante pour permettre d’optimiser la récupération d’énergie dans le cas ou ceux-ci seront incinérés.

Ø      Les déchets d’emballage biodégradables devront subir une décomposition physique, chimique, thermique ou biologique telle que la plus grande partie du compost obtenu se décompose finalement en dioxyde de carbone, en biomasse et en eau.

Ø      L’enjeu pour l’entreprise est de pouvoir vendre dans tous les états de l’Union Européenne sans risquer des sanctions pénales ou un arrêt des produits par les douanes. La fabrication d’emballages non conformes peut aller jusqu’à 3 000 francs d’amende par emballage illicite.

Nous avons pu voir au cours de cette introduction que le plastique était présent dans tous les secteurs et l’utilisation de technologies avancées et l’ouverture de nouveaux marchés font du recyclage du plastique un choix logique et une solution de remplacement souhaitable à l’enfouissement, tant sur le plan environnemental qu’économique.

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