LES PLASTIQUES FACE AUX ENJEUX SOCIAUX ET ENVIRONNEMENTAUX

Ces dernières années, la conscience du design, plus mature, a acquis une sensibilité éthique et environnementale : certains concepts apparemment inébranlables ont été remis en question, comme par exemple la logique totalitaire du profit et la centralité de l’humain sur la nature. Dès lors, le productivisme consumériste et l’anthropocentrisme (ou le techno centrisme pour certains) ne sont plus des postulats culturels incontournables : les urgences sociales et environnementales ont rendu ces axiomes établis discutables, et le plastique, matériau « invasif », constitue en quelque sorte la matrice physique de la situation actuelle. Cependant, une analyse superficielle révèle déjà les avantages que les matériaux synthétiques apportent à la société humaine par rapport aux matériaux traditionnellement utilisés, et dans la pratique quotidienne, leur utilité est manifeste dans l’univers des objets qui nous entourent. Il est indéniable que le problème écologique est extrêmement grave compte tenu de son ampleur mondiale et de la nécessité d’y remédier : certains pays en développement, autrefois contraints de subir une pauvreté extrême, représentent paradoxalement aujourd’hui une menace environnementale potentiellement catastrophique. La production de plastique n’est pas un problème environnemental insurmontable ; en réalité, elle est même moins complexe que celle d’autres matériaux : il s’agit d’un système de macro production relativement récent, qui n’a pas encore été optimisé ni rendu compatible avec les principes du développement durable.

Lors de l’introduction des matériaux polymères, compte tenu de leur usage social et de leur impact environnemental, il est important d’avoir une vision globale de leurs avantages et inconvénients : aucun matériau, aussi précieux soit-il, n’est exempt de qualités. Certaines caractéristiques générales des plastiques sont bien connues, mais par souci de clarté, il est important de les souligner, ainsi que d’autres moins évidentes, et de mettre en évidence leurs éventuelles limitations.

Les avantages légitimes des matières plastiques sont les suivants : leur faible consommation d’énergie, un atout majeur pour leur production et leur « reproduction », et donc une caractéristique écologique essentielle ; leur faible densité, véritable clé de leur utilité technologique et structurelle ; leur faible conductivité électrique ; leur faible conductivité thermique et acoustique (particulièrement pour les matériaux expansés) ; leur faible coefficient de frottement ; leur bonne résistance mécanique spécifique (par rapport à leur poids) ; leur bonne résistance à la corrosion ; la possibilité d’obtenir d’excellentes finitions de surface personnalisables (gaufrage, peinture, revêtement, etc.) ; leur excellente colorabilité (surtout en masse, pratiquement illimitée) et leur transparence (pour les matériaux amorphes) ; leur facilité de transformation et de mise en forme (avantage fonctionnel) même à des températures relativement basses (coûts énergétiques limités) ; leur fort potentiel de modification (polymères techniques) ; et leur utilisation extrêmement répandue dans les matériaux composites. Les limitations actuelles de l’utilisation des plastiques incluent la recyclabilité (réutilisation des produits, régénération et recyclage des matériaux, valorisation énergétique), les propriétés mécaniques (comparées à certains matériaux traditionnels de même poids, mais pas aux composites polymères), une application limitée aux températures proches de la température ambiante (basses températures de fusion ou de ramollissement, températures de fragilisation élevées), le fluage (dans les thermoplastiques), une faible stabilité dimensionnelle à haute température et sous charge, une faible stabilité à la lumière, une faible stabilité à l’oxygène et une faible dureté superficielle. Il convient de noter que nombre de ces caractéristiques défavorables sont facilement modifiables et permettent d’obtenir des matériaux améliorés, notamment les « techno polymères », dérivés en partie de « polymères de masse » moins précieux. Il est tout aussi important de souligner que les polymères sont rarement utilisés sans modification, car ils peuvent être difficiles à transformer, incolores, cassants, etc.

Ce qui précède constitue la base d’une première classification générale des plastiques selon leurs usages ; une brève description des matériaux polymères illustre leur utilité sociale. Ainsi, par ordre croissant de performance, les polymères de masse forment une classe distincte des polymères techniques et des « matériaux composites polymères ».

Les polymères de masse (également appelés matières premières) sont les matériaux qui ont permis l’arrivée des plastiques sur le marché. Cette catégorie comprend le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, le PVC et, pour des performances supérieures, le poly méthacrylate de méthyle, l’ABS et le SAN. Largement utilisés dans tous les plastiques, ils atteignent leur fin de vie lorsque les contraintes liées à leur utilisation les rendent impraticables. Cependant, leurs propriétés uniques (stabilité chimique, parfois transparence, imperméabilité, etc.), leur faible coût et, par exemple, l’hygiène intrinsèque de nombre d’entre eux, les rendent parfaitement adaptés au remplacement du verre, et plus largement, à la fabrication de la grande majorité des contenants et ustensiles dans les secteurs de l’alimentation, des produits ménagers, des cosmétiques, de la chimie de laboratoire et du médical. Leur utilisation en remplacement d’objets ou de pièces non structurelles en métal, bois, béton et céramique est également répandue dans les secteurs de l’ameublement, du bâtiment et de la construction, grâce à leur légèreté et, souvent, à leur bonne résistance à la corrosion et à la lumière. L’utilisation de polymères en vrac dans l’emballage mérite d’être considérée, car elle représente plus de 40 % du marché italien, et cette part devra peut-être être réduite à l’avenir.

La performance des plastiques techniques (polymères, qu’ils soient bruts ou modifiés pour en varier les caractéristiques) est ce qui caractérise le plus les plastiques, grâce à leur résistance (mécanique, thermique, chimique, etc.), leur légèreté et leur « plasticité », exploitée pour l’optimisation géométrique, structurelle et fonctionnelle. Depuis des décennies, on observe un remplacement progressif des matériaux métalliques dans le mobilier, le matériel de bureau, l’électroménager et les articles de sport, mais surtout dans le secteur des transports, où la réduction du poids des véhicules est cruciale pour améliorer leurs performances, notamment sur le plan énergétique. Prenons l’exemple du secteur de la fabrication automobile, où le plastique représente déjà en moyenne 15 % du poids total d’un véhicule (tableau 2.1). Parmi les polymères techniques les plus connus figurent les polyamides (« nylon »), les polyesters, les polycarbonates, le PTFE (« Téflon »), le polyoxyméthylène (POM), le PPO (oxyde de poly phényle) et, pour des performances supérieures, les polyamides et le PEEK (polyéther cétone), également appelés « super polymères ». Certains polymères de masse peuvent être classés comme polymères techniques s’ils sont modifiés de manière appropriée, par exemple par l’ajout de charges de renforcement pour améliorer leur résistance mécanique.

Les matériaux composites polymères, avec leur marché de niche désormais bien défini, mettent l’accent sur les propriétés mécaniques et structurelles des polymères (alliant résistance, rigidité et légèreté), grâce à leur utilisation comme matrice pour l’agrégation d’autres matériaux tels que la fibre de verre et la fibre de carbone. Leurs applications sont uniques car les matériaux, leur conception et les procédés de fabrication sont coûteux. L’aérospatiale est le secteur manufacturier qui utilise le plus les matériaux avancés, mais des secteurs comme les transports, les articles de sport et la construction y ont également recours.

Cette présentation montre clairement que le plastique, si souvent décrié, possède aussi des atouts « sociaux » et « environnementaux » ; ses inconvénients sont étrangement bien plus connus. Cependant, il est naturel qu’une situation de menace soit perçue plus intensément qu’une situation de bien-être. Il n’est donc pas surprenant que le contexte culturel de ces dernières années ait adopté une attitude défensive envers ces matériaux. Toutefois, d’un autre point de vue, il est primordial de promouvoir une opinion publique plus éclairée. Il existe des arguments incontestables qui préservent l’image (et la substance) des matériaux synthétiques et promeuvent leur engagement en faveur du développement durable.

Certains produits sont inimaginables dans d’autres matériaux, d’autres ont été inventés grâce aux polymères. Je crois que les avantages de l’utilisation du plastique dans certains objets du quotidien sont indispensables. Des objets géométriques complexes, tels que les boîtiers ou les pièces de radios, de téléviseurs, d’ordinateurs, de téléphones et de photocopieurs, qui peuvent être fabriqués en quelques secondes et intègrent une multitude de fonctions, ne peuvent être produits autrement sans des coûts exorbitants, notamment énergétiques et donc environnementaux, ce qui est manifestement contraire à toute logique commerciale. Je pense que les performances de certains articles ménagers, comme la vaisselle en plastique, qui ont remplacé l’aluminium – certainement nocif pour la santé dans ces applications –, le bois – certes « naturel » mais peu hygiénique – ou le verre – certes noble mais lourd, cher et fragile –, ne peuvent susciter la nostalgie. Je pense de même de l’utilisation médicale et biologique des produits synthétiques : équipements de diagnostic et de traitement, instruments, pièces biocompatibles, etc. La liste est loin d’être exhaustive, et je suis convaincu que l’utilisation des matériaux polymères aurait un impact résolument positif sur le plan social. La polyvalence des plastiques mérite d’être soulignée ; on peut affirmer sans hésiter qu’ils ont égayé le monde, embelli et embelli la vie humaine, et ce à tous les niveaux, dans un sens démocratique : le plastique est accessible à tous. Dès lors, aucun objet ne peut plus être fabriqué en argent ou en fer, en bois massif ou en placage. Par ailleurs, les plastiques offrent des performances exceptionnelles : chaque matériau polymère peut être utilisé de manière optimale pour des produits spécifiques, en exploitant pleinement et précisément ses caractéristiques, sans gaspillage de matière ni de performance.

D’un point de vue environnemental, des considérations similaires peuvent être formulées, non pas pour subdiviser un système de production par ailleurs intégré et complexe, mais pour simplifier et organiser sa présentation. Les économies d’énergie dans le secteur automobile, en constante croissance, sont largement dues à la réduction du poids des véhicules, grâce à l’utilisation de matériaux polymères. Ce phénomène est manifeste dans l’ensemble du secteur des transports, terrestres, maritimes et aériens. Le remplacement généralisé des métaux et du verre engendre également d’importantes économies d’énergie grâce aux faibles besoins énergétiques des technologies polymères. Même dans le bâtiment et l’ingénierie navale, l’allègement des structures obtenu grâce aux plastiques permet de réaliser des économies substantielles, qu’il s’agisse de béton armé ou d’acier. La faible conductivité thermique des mousses polymères est inégalée, permettant de maintenir une température plus élevée dans les habitations et les lieux de travail tout en économisant l’énergie, comme c’est le cas pour la conservation des aliments dans les systèmes de réfrigération. D’un point de vue technico-économique, la production bénéficie grandement de l’utilisation de produits polymères : par exemple, un cycle de moulage par injection remplace souvent de nombreux procédés de fabrication coûteux qui nécessitent l’utilisation d’autres matériaux pour atteindre le même niveau de fonctionnalité. Je crois que le secteur de la fabrication des plastiques peut contribuer de manière significative au développement durable, précisément parce qu’il me semble impossible d’affirmer que le plastique n’est pas respectueux de l’environnement. Certes, l’utilisation de matériaux synthétiques masque indéniablement des problèmes environnementaux, non pas sociaux, mais plutôt culturels. Cependant, il s’agit encore de matériaux relativement nouveaux, que nous ne connaissons pas encore pleinement, et qui, peut-être, nous aideront à l’avenir à trouver un juste équilibre avec notre planète.