Histoire
Afin répondre à notre problématique nous allons dans cette partie expliquer l’évolution de la conception de la matière plastique depuis ses premières fabrications dans les années 1850. Mais aussi chercher à comprendre quelle place occupe celui-ci dans nos vies et pourquoi est-il devenu un matériau incontournable. L’Homme n’a jamais cessé de vouloir développer les matériaux qui lui offraient de nouvelles possibilités et un nouveau confort de vie. Le plastique est un matériau relativement jeune, toutefois son évolution dans la société a été fulgurante.
A partir de l’Antiquité nous pouvons parler de matière plastique. Les Egyptiens avaient l’habitude d’utiliser des colles à base de résine végétale modelable.
Cet ancêtre du plastique du 19ème siècle était chauffé pour fabriquer ou assembler divers objets.
De nouvelles matières plastiques prennent leur essor à partir de la seconde moitié du 19ème siècle. Charles Goodyear et Alexander Parkes sont les pionniers de l’invention du plastique et ouvrent la voie aux multiples inventeurs, chimistes ou encore physiciens.
Charles Goodyear est un chimiste américain qui rencontre un large succès lorsqu’il fait la découverte de la vulcanisation en 1839. Au début du siècle, de nombreux problèmes sur les capacités du caoutchouc à garder sa forme en fonction de la température, se posent. Charles Goodyear va révolutionner cette question. En effet, le chauffage du caoutchouc naturel avec du souffre (agent volcanisant) rend le caoutchouc beaucoup plus résistant aux différences de températures et notamment à la chaleur. D’autre part, il garde ses propriétés d’élasticité à faible température. Thomas Hancock, un scientifique et ingénieur britannique, a développé le processus énoncé par Goodyear.
Le plastique dans nos vies
L’inventeur Alexander Parkes présente la parkesine à l’exposition universelle de Londres en 1862. Il est l’un des plus anciens plastiques artificiels fabriqué à partir de cellules végétales. La parkesine résulte de la dissolution de la nitrocellulose dans l’alcool.
Même s'il n'a jamais réussi à s'enrichir avec ses inventions, sa création de plastique synthétique appelée parkesine, a suscité l'esprit d'innombrables inventeurs qui ont travaillé sans relâche pour perfectionner de nouvelles formules et permettre au plastique de devenir l'un des composés les plus courants du monde.
Peu après la découverte de la parkesine, une pénurie d’ivoire touche le monde entier en 1969. Des industries comme Phelan & Collander aux Etats Unis se lancent alors dans la recherche d’un nouveau matériau de substitut à l’ivoire d’éléphant. Sur les traces de Parkes, John Hyatt ajoute du camphre au plastique de Parkes et crée ainsi le celluloïd. Malgré sa fragilité, il est utilisé pour remplacer l’ivoire pour les boutons de chemise ou encore des dents artificielles. Ce plastique est de nos jours très rarement utilisé, en partie à cause de son inflammabilité. En effet, il ne pouvait pas être moulé à haute température.
Le XXème siècle marque une réelle évolution dans la conception de la matière plastique. La fabrication de matière plastique semi-synthétique à partir de polymères naturels comme la cellulose, laisse place à la matière plastique entièrement synthétique.
Le premier plastique synthétique est la bakélite du chimiste belge Léo Baekeland en 1907. A l’origine d’une fausse manipulation, il découvre une réaction chimique particulière faisant intervenir le phénol et le formaldéhyde. La bakélite a la particularité de garder sa forme même lorsqu’elle est chauffée. Sa qualité d’isolant séduit de nombreux industriels qui l’utilisent pour les circuits électriques mais aussi pour le téléphone qui est un objet symbolisant parfaitement les avancés techniques de l’époque avec la radio.
Le plastique est fabriqué avec de nombreuses matières premières contenant du carbone. Au sortir de la première guerre mondiale, les industriels chimiques privilégient le carbone fossile. Par exemple, le charbon, le gaz naturel mais surtout en grande partie le pétrole.
Ces matières premières sont à l’origine des molécules de base des plastiques : le benzène, l’éthylène, le butadiène, le propylène, l’éthanol etc.… (Cf. partie II)
La première décennie du 20ème siècle a vu naitre les emballages plastiques avec la cellophane et les débuts du chlorure de polyvinyle ou PVC (Lattes découvre le principe de base de la production industrielle en 1912). Cependant, ce n’est qu’en 1926 que le PVC est plastifié par l’américain Goodrich grâce à des additifs. De nos jours le PVC est le deuxième plastique le plus utilisé.
Au début des années 1930 débute la fabrication industrielle Polystyrène.
En 1933 les chimistes anglais E. Fawcett et R. Gibson travaillant sur l’action des hautes pressions et de la chaleur sur l’éthylène gazeux remarquent que leur matériel est recouvert d’une pellicule cireuse. Celle-ci sera alors appelée le polyéthylène, utilisé comme isolant électrique performant pour protéger les câbles des radars lors de la seconde Guerre Mondiale.
En 1934 la concurrence fait rage dans le but de créer un plastique transparent, capable de remplacer le verre jugé trop fragile. Röhm un inventeur allemand employé par la marque Plexiglas en 1934, remporte cette course avec son polyméthacrylate.
Les années 30 sont donc des années d’avancée technique sur le plastique, l’année 1938 est un réel tournant. En effet, la firme américaine Dupont de Nemours produit la première fibre polyamide, le nylon. Cette révolution est permise par le travail de plus de 230 ingénieurs et chimistes au service de la firme américaine qui parle alors d’un matériau « aussi solide que l'acier, aussi fin que la toile d'araignée et d'un magnifique éclat ». La publicité joue alors un rôle important dans la commercialisation du nylon. Elle touche plus particulièrement la clientèle féminine, car en effet, le nylon est présenté comme le nouveau tissu inusable. D’autre part, le nylon présente un coefficient de friction faible. Il fait ses preuves dans les parachutes lors du débarquement de 1945.
L’évolution de la matière plastique a été fulgurante lors de la seconde guerre mondiale, du fait des recherches intenses pour découvrir des plastiques encore plus performants à des fins militaires qui après cette guerre, sont inscrits réellement dans la société de consommation. La consommation de masse crée donc une explosion des demandes. Cela conforte l’essor de cette industrie.
Les plastiques sont utilisés par exemple, pour les emballages. La conception de nouveaux plastiques devient alors étroitement liée aux phénomènes de mode qui apparaissent dans les années 50.
Des plastiques comme la mélamine-formol ou plus communément appelé le formica est découvert au début des années 40. C’est un plastique stratifié et décoratif que l’on retrouve dans un premier temps dans les cafés américains. Ce nouveau plastique est alors adopté par les ménages américains puis français dans les cuisines, au détriment par exemple, de la porcelaine.
John Rex Whinfield et James Tennant Dickson sont deux chimistes britanniques cherchant une alternative au nylon des années 30. Ils sont les premiers à faire la découverte du polyester, mélange entre acide, alcool et polytéréphatalate d’éthylène, en 1941. On appelle aujourd’hui ce plastique le PET ou encore le PETE. Toutefois, cette avancée fut longtemps cachée à cause du contexte de guerre et c’est seulement en 1950 que le PET fait réellement son entrée.
La combinaison du polyester et de la fibre de verre devient courante dans la fabrication d’automobiles comme la DS de Citroën. Dans les années 80, elle a évolué et est utilisée dans les emballages alimentaires et les bouteilles de plastique. On assiste au même moment à la mise en place du recyclage.
La question de l’environnement commence à venir à l’esprit des consommateurs.
Le polyéthylène constitue le Tupperware dans les années 50 et contribue à la réussite de la marque qui existe encore aujourd’hui. (Cf. interview Christophe Aline).
En 1953 le polycarbonate fait son apparition. Il apparait comme un nouveau concurrent au verre. Il est beaucoup plus résistant aux chocs que celui-ci et détient les mêmes qualités de transparence. Il a été un composant des casques des astronautes durant la mission Apollo 11 en 1969.
En 1954 Giulio Natta et son collègue Karl Ziegler obtiennent le prix Nobel de chimie pour leur invention, le polypropylène, qui est découvert à l’aide des procédés de fabrication du polyéthylène. Ce polymère a des propriétés thermiques et mécaniques permettant de nombreuses déclinaisons.
D’autre part, le polypropylène peut être fabriqué en quantité mais surtout à faible coût. Le polypropylène (PP) est dans toutes les maisons et le matériau phare des artistes contemporains.
Enfin en 1990, le Formica est remplacé progressivement par l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS).
Le plastique considéré à ses débuts comme un matériau de remplacement, de substitution, s’impose dans une société de consommation de masse comme le premier matériau utilisé. Son évolution dans le temps lui a donné une dimension technique. Il a permis à l’homme de survivre dans l’espace, mais aussi d’améliorer ses conditions de vie et le développement des énergies renouvelables (énergie solaire : panneaux constitués de plastique).
Le plastique est ainsi un matériau aux nombreuses qualités physiques dues à sa composition. Il est léger, résistant à différents température. (Cf. partie composition).
Mais la production et l’utilisation des plastiques est problématique à l’échelle mondiale, en raison des éléments qui les composent. Malgré cette mise en garde, la production de ce matériau révolutionnaire ne décroit pas : +2% chaque année. Des campagnes de recyclage et de prévention sont tout de même mises en place et des plastiques biodégradables, renouvelables se développent.
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