Plasturgie

La plasturgie est l'ensemble des techniques utilisées par l'industrie du plastique pour la transformation des matières plastiques (polymères). Le terme est dérivé du mot « plastique », associé au suffixe « -urgie » (du grec -ourgos, de ergon : travail, production) : littéralement, la plasturgie est le travail du plastique.

Jusqu'en 1870, les boules de billard étaient en ivoire. Le celluloïd, puis des plastiques plus performants, remplacèrent ensuite définitivement l'ivoire.

Histoire

La plasturgie est une industrie relativement récente si on la compare à d'autres telles que la sidérurgie avec laquelle elle partage certains points communs (gestion de la fusion, moulage, etc.)[1].

Une impulsion décisive a été, dans les années 1860, le fait que l'ivoire est devenu de plus en plus cher, et qu'un fabricant de billard aux États-Unis ait lancé un concours visant à le remplacer pour la réalisation des boules de billard. Dans cette optique, John Wesley Hyatt, en utilisant le nitrate de cellulose, et après plusieurs années de recherche, dépose des brevets, dont en 1870 celui du celluloïd avec son frère Isaiah[2], et contribue ainsi à la naissance de la plasturgie.

En 1907, Leo Hendrik Baekeland invente la bakélite, la première matière plastique thermodurcissable[3].

Dès 1930, des laboratoires américains, britanniques et allemands commencent à créer et produire de nouvelles matières:

La plasturgie est d'abord un ensemble de techniques qui contribue à substituer une matière plastique à d'autres matières. Ainsi à Oyonnax (Ain, France), la plasturgie s'implante parce qu'il existait une industrie locale du peigne en corne ou en écaille[10].

La grande adaptabilité (légèreté, solidité, déformabilité, facilité de nettoyage) des matières plastiques dans de nombreux domaines et l'abondance d'un pétrole très peu coûteux a contribué à un large et rapide développement de l'industrie du plastique, et donc de la plasturgie dans la seconde moitié du XXe siècle. Celle-ci s'est appuyée initialement sur l'exploitation des produits dérivés du pétrole, puis du gaz (notamment aux États-Unis où dans quelques États, le sous-sol est particulièrement riche en gaz de schiste).

Face à la perspective d'un pétrole et d'hydrocarbures fossiles rares et coûteux, et face à une demande d'écomatériaux et produits plus verts, la R&D de cette branche se tourne vers d'autres sources de matière première telles le maïs, des oléagineux[11] comme le colza ou les protéines de lait[12]. Des recherches sont développées également concernant les économies d'énergie[13], des systèmes experts[14] ou une utilisation optimisée des frigories[15],[16],[17], ainsi qu'en direction d'un meilleur respect de l'environnement (biodégradabilité, recyclabilité, étiquetage, substitut au plomb toxique comme additif de certains PVC et retrait du bisphénol A (perturbateur endocrinien) des biberons et de certains jouets, etc.).

Techniques

On distingue deux types de matière plastique : les matières thermoplastiques et thermodurcissables.

Polymères thermoplastiques

Ces matières sont transformées couramment par les procédés suivants :

Forme de l'objet fabriquéProcédéÉtat physique de la matière premièrePolymères les plus utilisésProcédé utilisé aussi pour d'autres matériaux : exemples[18]
Pièces de forme / Objets creuxMoulage par injectionGranulésPE, PP, PS
Moulage par dépression : thermoformageFeuilles et plaquesPS, ABS, PE, PP, polycarbonate, PVC, PMMA, polystyrène chocVerre courbé
Moulage par soufflage : injection-soufflagePréformés injectésPVC, PEHD, PETBouteille en verre
Moulage par soufflage : extrusion-soufflageGranulésPVC rigide, PEHD, polycarbonate
Moulage par rotation : rotomoulagePoudrePE, PVC (plastisol), PP, polycarbonate, polyamides, ABS, acryliques, polyester, PS
Moulage par trempagePlastisol, latex, néoprène, polyuréthanes, silicones époxydes
Moulage par centrifugation
Moulage par coulée
Produits longs (profilés, fils, tuyaux, tubes, câbles, etc.) et produits plats (films, gaines, plaques, etc.)Extrusion horizontaleGranulésPVC, PE, PA, PPProfilé d'aluminium
Extrusion-GaineGranulésPEHD, PEBD, PP, PVC souple
Extrusion-soufflageGranulésPE, PP
Extrusion-calandrage et calandrage seulGranulé et pâtesPVCPapier

Les polymères thermoplastiques peuvent aussi être mis en forme par estampage et par emboutissage. Les possibilités de mise en œuvre intègrent aussi, depuis la fin des années 1990, l'utilisation d'imprimantes 3D qui offrent de nouvelles perspectives dans la réalisation de prototypes ou de petites séries, ce qui était auparavant impossible à envisager du fait des coûts d'investissements (machines, outillages ..)[19].

Polymères thermodurcissables

Les principaux procédés de transformation des matières thermodurcissables sont les suivants :

Domaines d'activité
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Emballage, BTP, automobile
  • En Europe, le plastique est le premier matériau utilisé pour l'emballage avec comme premier client le secteur agroalimentaire (65 % des débouchés en Europe)[réf. nécessaire]. L'emballage représente 40 % des débouchés de la plasturgie en 2020[20]. La France est leader devant l'Allemagne[réf. nécessaire].
  • Le BTP, second marché de la plasturgie, représente 20 % des débouchés[réf. nécessaire]. On trouve des films pour l'imperméabilisation, des isolants, des profilés de fenêtres, des revêtements de sol, etc.
  • L'automobile, avec le temps a intégré un nombre croissant de pièces de plastique[21]. L'automobile représente 10 % des débouchés de la plasturgie et selon Claude Duval du CNAM[réf. nécessaire], en 2007 « 65 % des pièces techniques réalisées par l'industrie de la plasturgie sont destinées à l'automobile ». La France et l'Allemagne sont leaders sur ce marché[réf. nécessaire]. Le poids du plastique est passé de 3 % jusqu'à 17 % entre 1974 et 2000, générant selon les fabricants 7 % d'économie de carburant soit 12 millions de tonnes de pétrole par an pour l'Europe et 30 millions de tonnes de CO2 en moins [réf. nécessaire].

Médecine, sports et loisirs

L'industrie européenne de la plasturgie doit sans cesse faire preuve d'innovation. Ainsi, dans le domaine médical, les plastiques entrant dans la composition de certaines prothèses sont nettement plus performants que d'autres matériaux.

La plasturgie en Europe

En 2002, l'industrie de la plasturgie européenne a réalisé un chiffre d'affaires de 140 milliards d'euros. Les deux tiers des débouchés sont constitués par l'emballage, le bâtiment et l'automobile.

Actuellement, l'Europe est au 3e rang mondial pour la production de plastiques, après l'Asie et les États-Unis.

La plasturgie en France

Au niveau mondial en 2008, la France se situe au 7e rang pour la production des plastiques (avec 4,7 % des parts de marché), les deux premiers étant l'Allemagne (avec 14,1 % des parts de marché) et la Chine (avec 11 %).

Au niveau européen, la France se situe au 2e rang, juste après l'Allemagne. On compte plusieurs pôles majeurs en France : l'un est situé à Oyonnax avec le Centre technique IPC (ancien Pôle européen de plasturgie, PEP) et la Plastics Vallée, un autre en Alsace-Lorraine avec le Pôle de plasturgie de l'Est et Plastinnov[22].

Le pôle de plasturgie d'Alençon est considéré comme le 2e en France en importance[23].

La plasturgie est également présente dans les territoires d'outre-mer avec près d'une centaine d'entreprises[24].

Le chiffre d'affaires pour 2006 est de 29,6 milliards d'euros pour 5,3 millions de tonnes transformées. Le nombre d'entreprises françaises dans le secteur est de 3 750 pour un effectif de 151 800 employés[25].

En Basse-Normandie se trouve l'Institut supérieur de plasturgie d'Alençon (ISPA) qui est la seule école française uniquement axée sur la plasturgie[26].

Métiers, formations

Dans un secteur en restructuration presque permanente[27], et les techniques évoluant rapidement (au point que les PME et leurs salariés peinent parfois à s'adapter et cherchent à développer la polyvalence de leurs salariés peu qualifiés pour être plus réactives dans un marché souvent très concurrentiel[28],[29]), la plasturgie est associée à un corpus spécifique de formations techniques[30],[31],[32].

La multiplicité des techniques de fabrication réclame du personnel dans de multiples compétences et niveau de qualification[33]. La plasturgie recrute du personnel du niveau CAP au diplôme d'ingénieurs. Les formations intermédiaires sont le BEP, le bac professionnel plasturgie, le BTS Europlastique, la licence professionnelle PI (Production industrielle) et la licence professionnelle plasturgie et matériaux composites. Quelques laboratoires de recherches se sont spécialisés, au sein des entreprises ou dans des universités ou grande écoles, travaillant par exemple sur les techniques de moulage/démoulage[34], injection, coloration, recyclage (PET recyclé notamment[35]), polymérisation, ou encore sur des modélisations rhéologiques et de la cristallisation des polymères[36].

En 2003, c'est l'un des secteurs où en France les femmes sont encore défavorisées par rapport aux hommes (en termes de salaires) dans les grilles de conventions collectives[37].

Notes et références
  1. Reynaud, A. et Corson, B. (2010), Métallurgie, plasturgie : une saine émulation…, Fonderie magazine (5), 15-28 (résumé).
  2. (en) « John Wesley Hyatt », sur plasticshof.org (consulté le )
  3. « BAEKELAND LEO HENDRIK », sur universalis.fr (consulté le )
  4. « PMMA – Polyméthacrylate de méthyle », sur resinex.fr (consulté le )
  5. (en) « polyethylene », sur britannica.com (consulté le )
  6. « NYLON », sur universalis.fr (consulté le )
  7. (en) « Discovery of Polypropylene and High-Density Polyethylene », sur acs.org (consulté le )
  8. « Historique », sur bayer.fr (consulté le )
  9. (en) « GE Plastics Launches LEXAN Resin Branding Program », sur ge.com, (consulté le )
  10. Olivier, B. et musée du peigne et de la plasturgie d'Oyonnax (2007), L'Orient des chevelures : du Levant au Couchant : exposition temporaire, 21 février-15 décembre 2007, ville d'Oyonnax.
  11. Merrien, A., Carre, P. et Quinsac, A. (2012), Des ressources oléagineuses variées potentiellement au service du développement de la chimie verte, Oléagineux, Corps gras, Lipides, 19(1), 6-9.
  12. Prochazka, F. et Assezat, G. (2008), Développement d'un matériau thermoplastique, biodégradable et hydrosoluble à base de protéines laitières.
  13. Guyot H. (1998), Machines de plasturgies : plus précises, plus sobres, Industries et techniques, (797), 50-53.
  14. HAMM, S. (2006), Développement d'un système expert en plasturgie dans l'environnement ProE (Doctoral dissertation, INSA de Strasbourg) (résumé.
  15. Bouland, T., Erraud, L. et Fabrega, A. (1998), Le froid dans la plasturgie : Le froid dans les industries hors IAA, Revue générale du froid, 88(NOV), 37-43 (résumé).
  16. Bouland T., Erraud L. et Fabrega A. (1998), Le froid appliqué aux techniques de la plasturgie et à ses locaux (3e partie), Les Cahiers de l’ingénierie, (67), 16-22.
  17. Briand, M. (2001), Plasturgie : une industrie forte consommatrice de froid, Revue générale du froid, (1015), 42-48.
  18. Serge Ètienne, Laurent David, Émilie Gaudry, Philippe Lagrange, Julian Ledieu et Jean Steinmetz, « Les matériaux de A à Z - 400 entrées et des exemples pour comprendre », Dunod, 2008
  19. « Impression 3D : une question de plasturgie ! », sur usinenouvelle.com, (consulté le )
  20. « Plastiques : la crise sanitaire a accentué l'érosion du marché français en 2020 », sur actu-environnement.com, (consulté le )
  21. Duval, C. (2007), Plastiques et automobile : D'aujourd'hui à demain, Éditions T.I., Plastiques et composites (AM3591) (résumé et notice INISF/CNRS).
  22. http://plastinnov.univ-lorraine.fr
  23. http://www.entreprises.ouest-france.fr/node/44077
  24. « http://www.plastalliance.fr/plastalliance_WEB/FR/implantation.awp?P1=7 »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)
  25. Fédération de la plasturgie, Chiffres clés de la plasturgie, 2007
  26. « ISPA - Les missions »
  27. MS Blanchet (2001), La restructuration de l'industrie canadienne de la plasturgie dans le contexte de l'ALENA, thèse de doctorat.
  28. Sulzer, E. et Lozier, F. (2007), « Les PME de la plasturgie face aux contraintes de marché : développer la polyvalence des salariés non qualifiés »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?).
  29. Lozier, F. et Sulzer, E. (2006). Tension entre spécialisation des entreprises et polyvalence des opérateurs: le cas de la plasturgie. Revue internationale sur le travail et la société.
  30. Andréani, P. (1995). La plasturgie peaufine ses qualifications.
  31. Agulhon, C. (1997), Les relations formation-emploi, une quête sans fin : les formations à la plasturgie, Sociologie du travail, 321-345 (résumé).
  32. Cadet, J.-P. (1996), Formations en plasturgie : Une construction locale négociée : Autonomie des établissements, Formation emploi, (56), 89-107 (résumé)
  33. Lacomblez, M., Ribeiro, T., Dryon, P. et Martinez, E. (1996), La formation professionnelle des salariés peu qualifiés dans le secteur de la plasturgie, Bruxelles, Point d'Appui TEF, université libre de Bruxelles.
  34. Charmeau, J.-Y., Tixier, M., Roux, D., Barthez, J.-M., Durand, V., Gazonnet, J.-P.… et Haudin, J.-M. (2000), Défauts d'aspect des pièces moulées par injection : Exemple de l'influence de la surface du moule sur les défauts de vagues, Matériaux et techniques, 88, 39-43 (résumé).
  35. Linz C. et Douchain C. (2000), PET recyclé : une nouvelle résine pour la plasturgie, Caoutchoucs & plastiques, (790), 36-45.
  36. Zinet, M. (2010), Modélisation de la cristallisation des polymères dans les procédés de plasturgie : quantification des effets thermiques et rhéologiques (Doctoral dissertation, INSA de Lyon).
  37. Barrat, O. et Meurs, D. (2003), Les écarts de rémunération homme-femmes : un positionnement défavorable des femmes dans les grilles de conventions collectives [PDF], DARES, no 11.3.

Voir aussi

Bibliographie
  • Agassant J.-F., Avenas P., Sergent J.-P., Vergnes B. et Vincent M., Mise en forme des polymères : Approche thermomécanique de la plasturgie, p. XVII-844, Lavoisier-Tech & Doc, 2014 (résumé).
  • Autrusson A., Un playdoyer pour la filière plasturgie en France, L'Enseignement technique, 1994 (161), 24-31.
  • Drumare J., Quand téléphonie rime avec plasturgie, Caoutchoucs & plastiques, 2001 (793), 36-37.
  • Favier L., Recherche et application d'une méthodologie d'analyse de l'information pour l'intelligence économique : application à un centre technique du secteur de la plasturgie, ANRT, université de Lille III, 1998.
  • François E., Bilan de la certification en plasturgie, Caoutchoucs & plastiques, 1993 (721), 32-34.
  • Le Toullec M., Démocratiser la plasturgie assistée par ordinateur, Plastiques modernes et élastomères, 1989, 41(4), 50-54.
  • Maugard, E., Plasturgie allemande, une industrie à maturité, Caoutchoucs & plastiques, 2003 (816), 32-35 (résumé).
  • Magdelena, J.-P., Ducros, J.-P., Drouot, M. et Durand, M., Forces et faiblesses de la plasturgie française (rapport du groupe Plasturgie), Rapport no GSIC-GP - 92-01, 1992 (Notice Inist/CNRS).
  • Négroni, P., Aslanidès, M., Hervé, J.-B. et Étienne, P., Compréhension et méthodes de prévention pour limiter les lésions musculo-squelettiques liés aux gestes répétitifs dans une entreprise de la plasturgie.
  • Paturle E., Fédération de la Plasturgie : Transformation, la profession doit-elle se réorganiser ?, Plastiques modernes et élastomères, 1998, 50, 5-5.

Articles connexes

Liens externes
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