Fabriqués avec des végétaux mêlés à des colles végétales ou des bio-plastiques (des plastiques non issus du pétrole, mais du maïs, de la patate ou de la canne à sucre), les agros-matériaux commencent à trouver des applications industrielles notamment dans le BTP et le secteur automobile.

Ainsi, le chanvre par exemple possède des qualités d’isolation qui commencent à être reconnues. L’amidon est lui aussi un des bio matériaux montants avec lequel on commence a fabriquer du mobilier et des cloisons. Des applications de plus en plus primées qui commencent à intéresser les multinationales.

Il y a fort à parier que les agromatériaux seront la norme d’ici quelques années.

Trop de jouet contiennent encore aujourd’hui des produits chimiques de synthèse dangereux pour les enfants.

Le béton ciré a été créé par le fabricant Francesco Passaniti au début des années 90, et servait au début à réaliser des revêtements de sols industriels. Il a fallu attendre quelques années pour que ce matériau soit utilisé par les architectes et les particuliers. Si le béton brut est un matériau robuste et facile à utiliser, le béton ciré est un matériau vivant, difficile à stabiliser, et évoluant avec le temps.

Le béton ciré est constitué d’une base de béton classique, sur laquelle vient s’incorporer par saupoudrage, un durcisseur minéral quartz, teinté ou neutre, dans le but d’apporter couleur et dureté.

Si le béton ciré a d’abord été utilisé en revêtement de sol, il s’applique désormais également sur les murs, ou s’utilise comme plan de travail dans la cuisine, la salle de bains. Il commence même a être utilisé sous forme de meubles (bancs, tables basses, etc…).

Les avantages du béton ciré sont nombreux :il est très résistant, il demande un entretien classique (eau et serpillère), il est adapté à tous types de pièces, il peut s’appliquer sur un revêtement déjà existant, sans gros travaux. Son principal inconvénient est le risque de fissure sur les grandes surfaces. Ce risque est grandement réduit si le béton est posé par des professionnels ou si vous privilégiez les dalles au béton d’un seul tenant.

Le prix du béton ciré est paradoxalement assez élevé. Un professionnel peut vous demander jusqu’à 100€ le m2 pour un béton ciré de qualité. Ce n’est pas le béton qui est en cause, mais les produits ajoutés qui coûtent cher : fibres de polypropylène, durcisseur, cire acrylique, fixateur, etc… Certains fabricants proposent des produits à poser soi-même, à la  spatule (exemple : Betondeco). Il est également possible de suivre des stages de formation à la pose du béton ciré, comme en proposent les Ateliers de Vérone.

Si le béton ciré peut être utilisé en rénovation d’une surface existante, son utilisation dans une construction neuve permet d’inclure un chauffage au sol. Contrairement aux idées reçues, le béton ciré peut également s’utiliser en extérieur, à condition d’utiliser un traitement hydrofuge.

On distingue deux types d’amiante :

• le chrysotile ou l’amiante blanc, qui représente la majeure partie de l’amiante industriel
• les amphiboles, qui comprennent cinq espèces : l’anthophyllite, l’amosite, la crocidolite (amiante bleu), l’actinolite et la trémolite.

Interdit en France depuis 1997, il est toujours présent dans des bâtiments construits avant cette date. Dans le domaine du BTP, l’amiante a servi à la fabrication de nombreux produits, notamment :

• Des plaques ondulées
• Des canalisations
• des dalles et des revêtements de sols
• Des faux-plafonds
• Des colles, enduits, mastics, joints, etc…
• Des flocages à base d’amiante servant à isoler les gaines, conduits, canalisations, plafonds, cloisons, etc…

L’amiante est un produit extrêmement dangereux dont la toxicité n’est pas apparue tout de suite. Il faut en effet un délai de 20 à 40 ans après la première exposition pour assister à un développement éventuel d’une maladie respiratoire liée à l’amiante.

Les fibres d’amiante sont 400 à 500 fois plus fines qu’un cheveu. Elles contaminent l’atmosphère et pénètrent dans les poumons où elles se déposent. Elles peuvent ensuite déclencher des maladies bénignes comme les plaques pleurales ou bien plus graves comme le cancer du poumon ou les fibroses.

Après 1970, l’utilisation de l’amiante a fortement diminuée au fur et à mesure de la découverte de sa toxicité. Mais il restait encore de nombreuses quantités d’amiante dans de nombreux bâtiments publiques et habitations privées.

Selon les prévisions des scientifiques, le chiffre des décès devrait atteindre 10 000 morts par an et la progression se poursuivra jusqu’en 2030 voire 2040.

Les personnes les plus exposées sont bien sûr les professionnels du bâtiment qui ont exercé à l’époque où le risque sanitaire n’était pas avéré. Aujourd’hui, les professionnels qui opèrent dans des secteurs non désamiantés utilisent des protections. Les professionnels les plus concernés sont les plombiers, les électriciens, les maçons et les peintres. Les matériaux friables (flocages, calorifugeages) libèrent spontanément de l’amiante. Les matériaux non friables (dalles, plaques, joints en caoutchouc) n’émettent de l’amiante qu’en cas d’intervention (perçage, ponçage, etc…).

Les propriétaires d’immeubles construits avant 1997 ont l’obligation de procéder au repérage amiante, et de lancer un diagnostic amiante afin d’évaluer précisément la quantité et la localisation de l’amiante. En fonction des résultats, il sera décidé si la présence d’amiante éventuelle présente un risque sanitaire, auquel cas le désamiantage peut être indispensable. Le désamiantage est une opération couteuse et délicate, présentant elle même des risques sanitaires. Il faudra donc mesurer ces risques et les comparer au bénéfice apporté par un désamiantage.

Polypropylène (PP) : produit par polymérisation du propylène avec des stabilisateurs pour résister aux ultra-violets et des antioxydants. On l’utilise dans les tubes, les câbles électriques, les isolants électriques. Durée de vie 3 à 10 ans.

Polystyrène (PS) : issu de la polymérisation du styrène en 2 classes de produits distincts : le polystyrène expansé (EPS) & le polystyrène extrudé (XPS). Les 2 sont utilisés pour l’isolation. Durant la production, ce plastique dégage beaucoup de gaz nocifs (benzène, éthyle benzène, pentane) En déchet, il est très mauvais pour l’environnement à cause des additifs entrant dans sa composition. Il est très dur à décomposer. Durée de vie de 5 à 10 ans.

Polyuréthane (PUR) : mélange de polyéthers (4%) et de isocyanates (40%) avec des composés organiques comme catalyseur et beaucoup d’antioxydants et de retardants. On le retrouve dans les adhésifs, les peintures. Durée de vie 7 à 10 ans.

Polyvinyle chloride/de chlorure (PVC) : issu de la polymérisation de vinyle chloré avec de très nombreux additifs (parfois jusqu’à 50% du produit) : antioxydants, anti ultraviolets, retardants, agent anti électricité statique. On le retrouve dans les cadres de fenêtres, les tubes et canalisations, le cuir artificiel, les papiers peints. En déchet : considéré comme la plus importante source de chlore. En brûlant, il dégage une forte concentration d’acide hydrochloré et de dioxine. Durée de vie : + de 10 ans.

Le plastique se retrouve partout dans notre vie courante. Voici les principales utilisations de chaque plastique dans les objets de la vie quotidienne.

Utilisation des plastiques d’origines oléfiniques :

Polyéthylène ou polyoléfine : sacs et sachets emballage souple, emballage alimentaire, tube souple, isolation des câbles, fleurs artificielles. La résistance au germe et l’inertie de la matière (pas d’échange pouvant altérer le goût) en fait un plastique utilisé pour les recouvrir les barquettes alimentaires.

Polyéthylène ou polythène (PEHB) : ce plastique plus solide et résistant aux acides est utilisé pour obtenir des récipients essentiellement, où toute autre pièce au corps creux : flacons, bouteilles de détergents et produits d’entretien, jerrycan, poubelles, gros tube, conduites de gaz…

Polypropylène (PP) : un plastique indéchirable, flexible, léger et facilement recyclable, on l’utilise pour la fabrication de géotextiles (tissus faits de matériaux synthétiques généralement destinés aux travaux du bâtiment et de l’agriculture, on s’en sert souvent pour drainer les sols), les grosses cordes de marine, les sacs tissés de grande contenance (pomme de terre, charbon, sable). On le retrouve pour toutes les applications nécessitant soit une résistance aux chocs, soit une bonne résistance mécanique.

Utilisation des plastiques vinyliques :

Polychlorure de vinyle ou chlorure de polyvinyle (PVCr / rigide) : Le PVC est le plus souvent mis en forme par extrusion. C’est ce procédé qu’on utilise notamment pour la fabrication des profilés des fenêtres et des tubes en PVC. C’est un plastique à la mauvaise réputation : rejet de dioxine, émanation d’acide chlorhydrique en brûlant (pluie acide) et utilisation de phtalates comme plastifiants (voir l’article sur les matériaux toxiques ainsi que le sujet plus complet sur les dangers des phtalates), ce qui l’exclu notamment de toute utilisation en jouet. Le PVCr se retrouve généralement dans les tubes, les gaines de câbles, volets roulants, gouttières, bouteille transparente, carte de crédit. La version souple, le PVC est utilisé industriellement pour les revêtements de sol, les tissus de sièges auto, les adhésifs, les ballons.

Utilisation des plastiques de la famille Styrénique :

Le polystyrène (PS & PSC) : peut être le roi des plastiques. Il est en tout cas le plus utilisé des plastiques industriels usuels, avec un champ d’application gigantesque. Rigide, transparent et dur, il est utilisé pour de nombreux types de boîtes et boîtiers et emballages thermoformés : boîtier de CD transparent, pot de yaourt, gobelets, rasoirs BIC,  jouets.

Styrène acrylonitrile (SAN) : grâce à sa transparence colorée, on le retrouve dans les feux de positions, clignotants et autres clips réfléchissants.

Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) : L’ABS a une résistance aux chocs nettement améliorée (sauf en hiver, il devient cassant au froid). L’ABS est opaque, mais en raison de ses bonnes qualités d’aspect de surface, de sa stabilité dimensionnelle et de son aptitude à la décoration, il est beaucoup utilisé dans des secteurs comme l’électroménager (coques d’aspirateurs, cafetières), la téléphonie, le matériel informatique, le jouet.
La Citroën Méhari était une voiture dont la carrosserie était réalisée en ABS, teintée dans la masse. Le matériau devient cassant en hiver. Le plus connu des représentants de l’ABS est sans conteste le jeu de construction en brique LEGO.
Enfin, l’ABS est également prisé par l’industrie nautique pour la fabrication de petites embarcations en raison de sa légèreté, ce qui permet de réaliser une embarcation totalement insubmersible (les célèbres Sport Yack).

Utilisation de la famille des Acrylique :

Polyméthacrylate de méthyle (PMM ou PMMA) ou Acrylique ou Acrylonitrile : ce plastique est surtout connu sous sont premier nom commercial : le Plexiglas (marque déposée). Le PMMA / Plexiglas est un excellent plastique qui a de nombreux avantages : une transparence exceptionnelle (indice optique à 1,49 –> supérieur à celui au verre ! Soit jusqu’à 92 % de la lumière visible), une résistance considérable au choc, un aspect lisse et brillant, une tenue parfaite aux agents atmosphériques, aux ultra-violets et à la corrosion. On le retrouve donc naturellement dans une multitude d’applications très variées : boucliers de CRS, enseignes, PLV, présentoir, prothèse dentaire, hublots et cockpit d’avion, maquettes, panneaux de signalisation, aquariums géants. Par chauffage, le PMMA redonne son monomère de départ et peut alors être réutilisé pour une nouvelle polymérisation.

Toxicité : la toxicité et les effets secondaires des phtalates sur les hommes et la nature sont suivis depuis plus de 25 ans en Europe. Les effets répertoriés sont : une baisse de la fertilité, l’atrophie testiculaire, la mortalité foetale et de nombreuses malformations. Viennent s’ajouter des troubles du foie et des reins. Dernier point noir, leur présence s’accumule au fil de la chaîne alimentaire, les doses en fin de chaîne sont élevées.

Exposition : dans le cadre des plastiques, le problème vient que les phtalates remontent progressivement en surface du plastique, rendant possible leur inhalation ou ingestion (d’où le risque accru d’un enfant portant son jouet en plastique à la bouche). Les phtalates vont ensuite se fixer et s’accumuler dans les graisses.

Dégradation : les phtalates sont biodégradables à l’air libre, mais en milieu aquatique, ils se mêlent aux sédiments rendant leur élimination très difficile.
Normalement, les phtalates ne doivent plus être utilisés dans les jouets et les emballages alimentaires, car très dangereux. Les produits importés d’Asie doivent particulièrement être vérifiés, car rien à ce jour n’égale les performances des phtalates dans la même gamme de prix basse.

Les phtalates les plus courants (DEHP, DBP, DINP, DIDP et BBP) :
Phtalates de benzylbutyle (BBP) : Parfum, adhésifs et colles, revêtements de sol.
Phtalates de dibutyle (DBP) : Parfum, déodorants, gel de coiffage, vernis à ongles, insecticides.
Phtalates de diéthyle (DEP) : Parfums, déodorants, savons, gel douche, cosmétique.
Phtalates de di-isononyle (DINP) : Jouets pour enfants, revêtements, emballage.

Retrouvez plus d’informations sur la toxicité des matériaux.

La société Solarmer Energy Inc. a réussi à développer une nouvelle génération de cellule solaire basée sur des polymères plastiques. Le ratio de transformation énergie solaire / électricité est de l’ordre de 8% contre 5% d’ordinaire. L’intérêt ? Ces nouvelles cellules seront capables d’alimenter des appareils portables comme les téléphones et les ordinateurs. La clé de leur technologie réside dans l’utilisation d’un semi-conducteur mêlé à un polymère ce qui a permis de réduire l’épaisseur de la cellule solaire à 100 nanomètres (1000 atomes de large). Solarmer espère passer au stade industriel cette en fin d’année.

• Les thermoplastiques (ou TP) qui ont la particularité de pouvoir être refondus et retravaillés à volonté.
• Les thermodurcissants (ou TD) dont le chauffage provoque une réticulation (les chaînes moléculaires du plastique créé des connexions, les pontages, qui fixent à jamais la forme donnée à la matière). Une fois chauffés, les plastiques thermodurcissants conservent leur forme. Toute montée en température ultérieure ne fera que renforcer les ponts moléculaires et rendra le plastique plus dur, jusqu’à son point de combustion, où il se détruira.
• Les mousses et plastiques allégés, qui nécessitent des procédés complexes d’injection-réaction.

Transformation des thermoplastiques (TP) :

Les presses à injecter :
Les granulés sont chauffés jusqu’à fondre puis sont poussés sous pression dans un moule refroidi. La presse à injecter est équipée d’une trémie d’alimentation (un entonnoir vibrant) dans laquelle on introduit les granulés. La trémie débouche sur un cylindre chauffant équipé d’une vis sans fin. La vis assure un débit régulier depuis la trémie et le tube de chauffage : la progression doit être homogène. À mesure que les granulés plastiques avancent dans la vis et le tube chauffant, ils se ramollissent et fondent. Le plastique fondu arrive au moule. Une fois la pièce solidifiée dans le moule, elle est évacuée par vibration en tombant sur un tapis roulant transporteur ou mécaniquement avec des pinces ou des ventouses.

Une presse à injecter se caractérise par :

• L’indication de la capacité de plastification en Kg/h (combien de kilos de granulés peuvent être traités par heure).
• La capacité d’injection (en gramme de PS – Polystyrène).
• Le temps de cycle théorique à vide.
• Le force de fermeture, certainement la plus importante : elle indique la résistance de la presse à injecter à la pression de la matière plastique dans le moule.
• Le moule lui-même est la plupart du temps en acier.

La transformation par presse à injecter à de nombreux avantages : les pièces sont homogènes en qualité et la précision du procédé permet de maintenir des cadences de productions très élevées. Enfin, la chaîne de fabrication ne requiert presque pas d’opérateurs humains.

La transformation par extrusion :
Cette technique de transformation du plastique est utilisée pour la fabrication en continu de tubes. La forme intérieure du tube peut être complexe (en étoile, avec des trous, tube creux, etc.), mais l’idée générale est de produire en continu une forme tubulaire, comme on le fait avec les pâtes alimentaires par exemple. Les granulés plastiques progressent là aussi dans la vis du cylindre chauffant mais à l’arrivée, le moule est remplacé par une filière (un tube avec une forme prédéfinie) ayant la forme du produit fini. En fonction des besoins, la forme de base peut être étirée. Les objets obtenus sont ensuite refroidis et découpés.

Le calandrage ou laminage :
Permet d’obtenir des feuilles ou des plaques de plastiques en faisant passer la matière entre 2 à 5 cylindres chauffants dont l’écartement se réduit progressivement. Les revêtements de sols plastiques par exemple sont fabriqués ainsi. La production de ce type de chaîne de production est très élevée mais requiert de très lourds investissements et une longue période de réglage qui consomment beaucoup de plastique.

Le rotomoulage :
Une technique de fabrication avancée utilisée pour la création de pièces creuses de très grandes tailles et uniquement en petite série. Le polymère plastique s’achète dans ce cas en poudre (et non granulé). La poudre est vaporisée sur les parois d’un moule qui est mis en double rotation autour de deux axes. Le moule est mis en mouvement et chauffe progressivement. La matière se gélifie puis fond en se répartissant uniformément sur les parois.
En dehors de la taille du moule, le procédé est relativement économique, car il évite tous les problèmes liés à la pression. Ce procédé est principalement utilisé pour obtenir des objets monobloc sans aucune soudure. Les formes peuvent de plus être très complexes, car la rotation assure une parfaite régularité d’épaisseur sur le produit fini. Dans certains cas, il est possible de répéter l’opération pour obtenir une multicouche. En revanche, le cycle de production est extrêmement long.

Le thermoformage :
Cette technique requiert des feuilles plastiques rigides obtenues en calandrage. Les feuilles plastiques sont fixées sur un cadre puis chauffées (aération chaude) jusqu’à ramollir. Un faisceau d’air pulsé opère alors une pression sur la feuille pour la courber. Un moule est alors placé sous la feuille. Le faisceau d’air cesse, la dépression plaque la feuille molle sur le moule. L’ensemble est alors refroidi. Une dernière opération de détourage est nécessaire pour obtenir le produit fini.
Cette technique est relativement bon marché : pas de problème de moule devant résister à de fortes pressions, les moules de thermoformage sont simples et peu chers. Ce procédé est particulièrement rentable sur les moyennes séries. En revanche la matière première (les feuilles) coûte plus cher que les granulés.

Gélification et enduction :
Il existe enfin des procédés très rarement utilisés : notamment la technique de gélification où une poudre subit un chauffage sur le moule par air chaud et fond directement sur le support (idéal pour les revêtements). Citons encore l’enduction plastique qui consiste à recouvrir le moule support par du plastique fondu en coulée.

Transformation des thermodurcissants (TD) :

Ces polymères plastiques sont fondamentalement différents des thermoplastiques (TP). Ces plastiques ne se présentent pas en granulés, mais en poudre ou résine liquide.

La catalyse :
La technique la plus simple consiste à utiliser un catalyseur qui va entraîner une réaction de la résine plastique et la durcir. La résine est mise dans le moule, puis le catalyseur et le durcisseur sont ajoutés. Une fois la résine placé dans le moule avec les deux autres additifs, elle devient solide, infusible (on ne peut plus la refondre) et insoluble (elle résiste à l’eau).

Compression :
Une technique pour les plastiques thermodurcissants en poudre. Elle consiste à exercer une forte pression sur la poudre placée dans un moule chauffé. Sous l’action de la chaleur et de la pression, la matière fond et cuit dans le moule. La phase de cuisson/durcissement rend le cycle de fabrication long.

Transfert :
Technique très fréquente ; la matière est déposée dans une chambre de transfert. La poudre est fondue puis transférée par pression, à l’état visqueux dans l’empreinte du moule où elle se solidifie définitivement. Cette technique requiert des moules très chers, mais se justifie pour la réalisation de pièces complexes à parois minces.

Injection :
Cette technique est identique à celle utilisée pour les TP à une modification près : le moule est chauffé pour cuire la matière et assurer le pontage moléculaire (la réticulation). Le problème principal de cette technique est le dosage du chauffage. Un degré de trop, et le processus de réticulation débute et se propage à la matière plastique. Il faut donc porter une attention particulière à la vis sans fin, qui doit assurer une progression de la matière très précise pour obtenir le point de réticulation au moment exact ou la matière fondue atteint le moule. L’usure des outillages est importante avec cette technique car ces poudres sont extrêmement abrasives. Malgré une phase de mise au point complexe, le procédé est très rentable car il permet des très hautes cadences.

Moulage par projection :
Il s’agit d’une technique utilisant une résine liquide thermodurcissante projetée avec un pistolet sur des fibres de verre ou du tissu. Typiquement, on alterne une couche de feuille de fibres de verre avec une couche de résine. La résine se solidifie lentement à température ambiante. C’est la technique utilisée pour construire les coques de bateaux et de toutes pièces de très grande dimension. Évidemment, la cadence est très faible.

Pressage :
À partir de feuilles de papiers ou de tissus imprégnés d’une résine thermodurcissable. Les feuilles gorgées de résine sont empilées sur le plateau chauffant d’une presse. La chaleur et la pression déclenchent la réticulation. Le démoulage est rapide.

Transformation des mousses plastiques :

Il s’agit des procédés destinés à transformer le polyuréthane et le polystyrène expansible en mousse souple, semi-rigide ou rigide.

Mousse polyuréthane :
Ces mousses plastiques s’obtiennent directement en mélangeant 2 composants liquides de base ; isocyanate + polyol. Les machines-outils doseuses comportent deux réservoirs et une tête de mélange simple. Le réservoir de mélange est équipé d’un bec verseur qui déverse la mousse dans un moule juste avant que la réaction chimique d’expansion ne commence.

Mousse de polystyrène :
L’obtention de cette mousse plastique s’effectue en deux temps à partir d’une dissolution du pentane dans une résine granulée. Les granulés renferment une petite quantité de gaz qui lors du chauffage va faire gonfler les granulés. Un moule chaud suffit donc à déclencher l’expansion. Les granulés de polystyrène se soudent tout seuls entre eux.