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polymère de source naturelle ou artificielle De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Pour les articles homonymes, voir Caoutchouc.
Le caoutchouc est un matériau qui peut être obtenu soit par la transformation du latex sécrété par certains végétaux (par exemple, l'hévéa), soit de façon synthétique à partir de monomères issus d’hydrocarbures fossiles. Il fait partie de la famille des élastomères.
Le caoutchouc naturel (sigle NR, natural rubber selon l'ASTM D1418) est un polyisoprénoïde. Le schéma réactionnel correspondant à la formation du NR, qui utilise la photosynthèse, est très complexe.
L'histoire du caoutchouc débute bien avant la fin du XVe siècle lorsqu'à la suite des Grandes découvertes, les Européens commencent à observer, en Amérique centrale et en Amérique du Sud, l’usage séculaire que font les populations autochtones d'une matière alors inconnue en Europe. Provenant du latex issu de différentes plantes — dont l’hévéa et le guayule —, les autochtones d'Amérique confectionnent des objets courants, fabriqués par moulage sur argile : balles, toiles enduites, torches, qu'ils rendent étanches en les passant à la fumée.
Ils en consomment aussi comme médicament et l'associent aux mythes de création, de la course du monde : dans le « juego de pelota » (jeu de balle précolombien), la balle en caoutchouc (appelée « ulli de ollin » — mouvement en nahuatl — et « kik » — liquide séminal en maya —), avec son rebondissement incessant, mime la course du soleil. La matière caoutchouc devient ainsi sacrée.
Les premiers explorateurs de l'Amérique sont les premiers à porter des échantillons à l'Europe, mais ils sont relégués dans les « cabinets des curiosités », faute d'applications, car le latex :
« Cahoutchou, résine élastique. La résine appelée Cahuchu (Prononcez Cahout-chou) dans les pays de la Province de Quito, voisins de la Mer, est aussi fort commune sur les bords du Maragnon, & sert aux mêmes usages. Quand elle est fraiche, on lui donne avec des moules la forme qu'on veut; elle est impénétrable à la pluie; mais ce qui la rend plus remarquable, c'est sa grande élasticité. On en fait des bouteilles qui ne sont pas fragiles, des bottes, des boules creuses qui s'applatissent quand on les presse & qui dès qu'elles ne sont plus gênées, reprennent leur première figure. Les Portugais du Para ont appris des Omaguas à faire avec la même matière des pompes ou seringues qui n'ont pas besoin de piston : elles ont la forme de poires creuses, percées d'un petit trou à leur extrémité où ils adaptent une canule. On les remplit d'eau & en les pressant, lorsqu'elles sont pleines, elles font l'effet d'une seringue ordinaire. Ce meuble est fort en usage chez les Omaguas. Quand ils s'assemble entr'eux pour quelque fête, le maître de la maison ne manque pas d'en présenter une par politesse à chacun des conviés, & son usage précède toujours parmi eux les repas de cérémonie. »
— Charles Marie de La Condamine, Juillet 1743[5].
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Le caoutchouc naturel provient de la coagulation du latex de plusieurs plantes, principalement de l'hévéa, Hevea brasiliensis, famille des Euphorbiacées, originaire d'Amazonie. La collecte se fait par incision de l'écorce des troncs de manière que le latex, issu des canaux laticifères, s'écoule dans des godets placés juste au-dessous. En Amazonie, c'est le travail des seringueiros. Le latex récolté est transféré dans des conteneurs, filtré et peut alors être stabilisé à l'ammoniaque (précipitation des flocons) puis pressé pour diminuer sa teneur en eau ou alors coagulé de façon plus ou moins contrôlée et séché par la fumée d'un feu (les goudrons empêchent la putréfaction) afin d'obtenir des balles de caoutchouc.
La culture de l'hévéa (appelée hévéaculture), bien qu'originaire d'Amérique du Sud, s'est développée dans le Sud-Est asiatique et, à une moindre échelle, en Afrique équatoriale (Nigeria, Côte d'Ivoire, Cameroun).
À noter que l'exploitation du caoutchouc naturel était, déjà lors de la Mission de l'Ouest africain sous la direction de Pierre Savorgnan de Brazza en 1879-1882, Léon Guiral (Le Congo français du Gabon à Brazzaville) constate que les peuples kota, le long de l'Ogooué collectent du caoutchouc sauvage[8]. Ce qui semble attester la présence d'un caoutchouc sauvage dans la partie de l'Afrique centrale qui allait devenir la république du Congo, vers 1880. Celui-ci aurait été, à cette époque, récolté par les villageois en suivant un procédé dangereux ; ils auraient étalé la sève sur leur dos, puis, après séchage l'auraient décollée avec le risque d'arracher aussi les poils et même une partie de l'épiderme. En 1905, le rapport Brazza fait état des sévices subis par les indigènes dans l'exploitation par la métropole du « caoutchouc rouge » au Congo français[9].
À la fin du XIXe siècle, les expériences en laboratoire sur la structure du caoutchouc naturel montrent qu’il est un polymère de l’isoprène. Un brevet explicitant le cheminement vers un caoutchouc synthétique est déposé par le chimiste allemand F. Hofmann[10] en 1909 pour l’entreprise Bayer AG, acteur important de l’industrie chimique allemande. Formé à partir d’hydrocarbures par polymérisation, le caoutchouc synthétique est un élastomère décrit par un comportement viscoélastique à température ambiante.
L’accès difficile au caoutchouc naturel pendant la Première Guerre mondiale a pour effet une intensification des recherches afin de pallier le manque créé par cette ressource. Utilisé largement dans l’automobile, l’aéronautique et la marine, l’approvisionnement en caoutchouc devient un enjeu important dans la poursuite du conflit. En 1918, l’Allemagne produit de manière industrielle du caoutchouc de méthyle (dérivant du méthane, hydrocarbure le plus simple) destiné aux sous-marins et est concurrencée par la synthèse du caoutchouc sur la base de pétrole et d’alcool éthylique en Russie. Le chloroprène polymérisé ou Néoprène, premier caoutchouc synthétisé aux États-Unis, est annoncé devant l’American Chemical Society en 1931.
Au sortir du second conflit mondial, les échanges internationaux permettent le retour du commerce du caoutchouc naturel toutefois supplanté en volume de production à partir de 1980 par le caoutchouc synthétique.
Perçu comme une solution de rechange, le caoutchouc synthétique concurrence sérieusement le caoutchouc naturel durant les Trente Glorieuses. La croissance économique de l’après-guerre favorise la recherche et le développement de nouvelles méthodes de production pour faire face à une demande plus importante. Des facteurs économiques, éthiques et sociaux expliquent la stabilité actuelle en volume de production entre le caoutchouc naturel et synthétique.
Pouvant être produit dans une usine voisine de celle qui la consomme, le caoutchouc synthétique peut être fabriqué en grande quantité avec un délai de livraison stable[10]. Produit au départ dans les pays industrialisés, ce processus a suivi les délocalisations d’usines dans les pays sud. Convenant à de nombreuses applications, il présente de ce fait un avantage économique. Le caoutchouc naturel, soumis à des contraintes naturelles et climatiques, reste cependant très utilisé de par ses qualités intrinsèques (faible échauffement interne, bonne résistance à la propagation de fissures, bon amortissement), idéales pour la production de pneumatiques. En effet près de 75 % du caoutchouc naturel et 60 % du caoutchouc synthétique produits sont utilisés dans l’industrie pneumatique.
L’essor du caoutchouc synthétique se trouve facilité par des facteurs éthiques. Sa production est moins entachée par l’image des travailleurs des pays sud pouvant être très jeunes[11]. Travaillant à des seuils horaires parfois très élevés sept jours par semaine dans les plantations d’hévéas, exposés à des pesticides, faiblement rémunérés et peu représentés en association, les ouvriers sont soumis à de rudes conditions[12] contrastant avec les laboratoires et processus automatisés de la filière synthétique. Aussi, le caractère artificiel du processus de production permet une plus grande liberté dans les manipulations aboutissant à l’amélioration des propriétés du matériau[10].
Industries polluantes, la production de caoutchouc synthétique et la monoculture d’hévéa sont parmi les principaux utilisateurs de ressources fossiles et une des principales causes de destruction environnementale : déforestation, utilisation de pesticides… (en particulier au Cambodge[13] et en Asie du Sud-Est). Les produits issus de ces filières sont par ailleurs non biodégradables et polluent durant et après leur utilisation.
Peu de voies de recyclage sont développées en Europe bien que l’European Tyre Recycling Association pose un cadre plus strict sur la question du recyclage. L’entreposage des déchets caoutchouteux ainsi réglementé, une quantité non négligeable de pneumatiques usagés est destinée à l’exportation. Comme ils sont revendus dans les pays sud, on assiste à un phénomène de délocalisation de la pollution posant problème sur le plan moral. La pollution liée à la production, ainsi qu’à la fin de vie de l’objet, peut alors se trouver en dehors des frontières de son utilisation. Par ailleurs, les pneumatiques, par abrasion au contact de la route, rejettent des particules fines à hauteur de 4 à 14 mg/km[14]. Ces dernières, nocives pour la santé, ne peuvent être filtrées et contribuent à la mauvaise qualité de l’air. Les maladies liées à la pollution de l’air extérieur sont responsables de près de 3,7 millions de décès[15] chaque année selon l’UNEP.
La guayule pousse essentiellement au Mexique et dans le Sud des États-Unis. Elle a été employée au début du XXe siècle, avec un regain d'intérêt lors de la Seconde Guerre mondiale (embargo du caoutchouc asiatique). Elle n'est plus guère exploitée depuis 1950[16]. Son utilisation demande la récolte de la plante, son broyage et l'extraction des particules de caoutchouc. Le rendement est d'un peu moins d'une tonne par hectare, ce qui est inférieur de près d'un tiers à celui de l'hévéa[16].
Le caoutchouc, qu'il soit naturel ou synthétique[17], s'utilise presque exclusivement mélangé à d'autres ingrédients :
Voir aussi Formulation d'un caoutchouc (exemple).
La culture d’hévéa recouvre aujourd’hui quinze millions d’hectares de la surface terrestre[19]. 85 % du caoutchouc naturel produit provient de près de six millions de petits producteurs. Toutefois, il existe de grands groupes, tels Halcyon Agri qui possède plus de 100 000 hectares[20] ou Socfin près de 64 000 hectares de plantations[21]. 13,5 millions de tonnes de caoutchouc naturel ont été produites en 2017[22]. Afin de faire face à la demande, ce chiffre devrait augmenter dans les années à venir. De récentes études suggèrent ainsi que 4,3 à 8,5 millions d’hectares de nouvelles plantations seraient nécessaires[23]. On estime à trente millions le nombre de personnes vivant de l’hévéaculture, parmi lesquelles six millions dans les plantations[19]. En effet, une main-d’œuvre importante est nécessaire pour la saignée de l’arbre (incision de l’écorce pour en récolter le latex).
De nombreuses controverses existent aujourd’hui autour de la plantation d’arbres à caoutchouc. Celle-ci participe à la diminution de la superficie des forêts naturelles (treize millions d’hectares par an)[19], avec les conséquences sur l’écosystème et la biodiversité que cela implique. L’accaparement des terres pose également problème au niveau politique. En effet, la destruction des campements des peuples autochtones à l’intérieur des concessions sans mesure de relocation ou compensation constitue une violation de la Déclaration des Nations unies sur les droits de ces peuples.
Cependant, de nombreuses initiatives ouvrent la voie vers une production plus saine. Le producteur de pneus Michelin a lancé en 2016 une politique d’approvisionnement Zéro Déforestation basée sur la méthodologie High Carbon Stock (HCS)[24]. Cette méthodologie également mise en œuvre depuis 2011 dans le secteur de l’huile de palme, doit guider les producteurs dans l’application de leurs engagements zéro déforestation. La plateforme mondiale pour un caoutchouc naturel et durable a été lancée le à Singapour. Le principal objectif étant de mettre en place une filière n’entrainant pas de déforestation et respectant les droits de l’homme.
| Pays | Production 2002 (t) | % mondial | Pays | Production 2013 (t) | % mondial | Évolution (%) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Thaïlande | 2 633 100 | 35 | Thaïlande | 3 863 000 | 32,3 | +47 |
| 2 | Indonésie | 1 630 400 | 21,7 | Indonésie | 3 107 500 | 26 | +90 |
| 3 | Malaisie | 890 000 | 11,8 | Viêt Nam | 949 100 | 7,9 | +218 |
| 4 | Inde | 649 400 | 8,6 | Inde | 900 000 | 7,5 | +38 |
| 5 | Chine | 527 400 | 7 | Chine | 864 800 | 7,2 | +64 |
| 6 | Viêt Nam | 298 200 | 4 | Malaisie | 826 400 | 6,9 | –7 |
| 7 | Côte d'Ivoire | 135 500 | 1,8 | Côte d'Ivoire | 289 600 | 2,4 | +114 |
| 8 | Nigeria | 112 000 | 1,5 | Brésil | 185 700 | 1,6 | +94 |
| 9 | Liberia | 109 000 | 1,5 | Birmanie | 148 000 | 1,2 | +302 |
| 10 | Brésil | 95 900 | 1,3 | Nigeria | 143 500 | 1,2 | +28 |
| Total monde | 7 518 000 | 100 | Total monde | 11 966 000 | 100 | +63 | |
| Pays | Production (t) | % mondial |
|---|---|---|
| Chine | 4 337 000 | 26 |
| UE | 2 836 000 | 17 |
| États-Unis | 2 336 000 | 14 |
| Japon | 1 835 000 | 11 |
| Corée du Sud | 1 668 000 | 10 |
| Russie | 1 668 000 | 10 |
| Taïwan | 667 000 | 4 |
| Brésil | 333 000 | 2 |
| Total monde | 15 680 000 | 94 |
La production mondiale de caoutchouc est supérieure à 28 millions de tonnes.
À la différence des élastomères thermoplastiques, le caoutchouc est difficilement recyclable. En effet, aucune technique n'a encore été trouvée permettant de le réutiliser en préservant toutes ses qualités.
Cependant, il peut servir à fabriquer des produits moins élastiques avec une moindre exigence de pureté comme des revêtements de sol souple et du bitume modifié plus flexible à froid et plus solide à chaud que le bitume normal. Le caoutchouc usagé est aussi utilisé comme combustible dans les cimenteries et certaines centrales thermiques[27].
De la « poudrette » à base de granules de caoutchouc recyclé, provenant notamment de pneumatiques usagés, est utilisée pour améliorer l'aspect, la souplesse et la stabilité des aires de jeu en pelouse artificielle.
La France est nette importatrice de caoutchouc en 2014, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 2 300 €[28].
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