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Bernard BITSCH : Docteur ès sciences - LNP Eurostar SA (groupe General Electric)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les propriétés intrinsèques des compounds thermoplastiques telles que leur faible densité et leur facilité de mise en œuvre, qui autorise les formes les plus complexes avec des cadences de production surprenantes, leur ont permis de submerger nos sociétés d’objets à la fois élaborés, élégants, multifonctionnels et peu coûteux.
Nous allons, dans cet article, examiner leurs compositions, leurs propriétés, leur fabrication et leur impact sur notre civilisation.
Vu le nombre de produits entrant dans la composition des compounds thermoplastiques (figure A) et la souplesse de dosage de chacun d’eux, on conçoit aisément l’infinité des possibilités. Face à une demande plutôt vague ou à un cahier des charges précis, le formulateur devra imaginer la composition la moins coûteuse et la mieux adaptée. Dans cet article, nous essaierons d’expliquer le mode de création d’un produit sans entrer dans des détails qui le rendraient touffu et incompréhensible.
En résumé, le formulateur ou compoundeur, travaille dans un marché complémentaire négligé par les grandes entreprises chimiques qui produisent les polymères vierges en quantités gigantesques. Il exerce ainsi un métier indispensable à l’enrichissement des gammes de matériaux disponibles pour les créateurs des nouvelles applications plastiques. À lui d’imaginer, développer et fournir les thermoplastiques adaptés à une pièce ou à un ensemble spécifiques, à partir des polymères, renforts et charges, modifiants, additifs, pigments, etc., disponibles sur le marché. Il sera confronté à la fois aux spécifications de ses clients et à celles des grands organismes officiels comme les Underwriters’s Laboratories (UL), le VDE (Association for Electrical, Electronic and Information Technologies), le BSI (British Standards Institute) ; il devra se conformer aux normes de qualité et de protection de l’environnement ISO, etc.
Nous nous proposons d’illustrer ici la richesse des possibilités, de décrire les matériaux de base, puis les propriétés de quelques compositions, enfin nous aborderons certaines applications spéciales, telles que les produits ignifugés, les produits lubrifiés et nous préciserons quelques aspects des thermoplastiques conducteurs. Nous évoquerons aussi l’influence d’additifs tels que stabilisants, pigments, lubrifiants, etc. Puis nous décrirons succinctement les procédés de fabrication.
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6. Perspectives
Nous avons cherché à illustrer ici les multiples facettes que révèlent la conception puis la fabrication d’un thermoplastique modifié. Le lecteur a pu se rendre compte de la richesse des possibilités ainsi que des limites imposées par les propriétés des matériaux. Des développements seraient nécessaires pour approfondir certains aspects, en particulier la fabrication, néanmoins nous ne pouvons publier notre savoir-faire.
D’autres restrictions plus prosaïques limitent la liberté du formulateur, comme le facteur prix. Ainsi, les compoundeurs se situent à l’aval des grandes sociétés qui élaborent les matières premières et à l’amont des transformateurs qu’ils soient sous-traitants ou intégrés chez les grands donneurs d’ordres. De ce fait, les concepteurs sont soumis à de nombreuses contraintes entre la qualité de l’offre et le prix des matières premières sur lesquels ils ont rarement prise et les cahiers des charges de plus en plus exigeants imposés par les clients. Il en résulte souvent une certaine émulation pour répondre à des exigences aux limites des possibilités techniques et financières des matériaux.
D’autres paramètres entrent en ligne de compte, tels que le respect de l’environnement qui impose depuis peu la réutilisation des matériaux des pièces arrivées en fin de vie et la fiabilité des produits qui se traduisent par le respect et le suivi des procédures décrites dans des normes de plus en plus sévères comme les ISO 9001 version 2000, ISO 14001, etc.
La durée de vie de certains compounds est éphémère car liée à celle de la pièce pour laquelle ils ont été imaginés. Par ailleurs, les donneurs d’ordre cherchant en permanence des solutions moins onéreuses, il arrive que les cahiers des charges soient assouplis. Dans le meilleur des cas, le matériau, si coûteux à mettre au point, est dépassé par un de ses « frères » moins chers, ou le formulateur imagine une nouvelle composition, ou bien encore le marché est perdu au profit d’un matériau concurrent pas forcément plastique.
En bref, le compoundeur exerce un métier roboratif car en perpétuel mouvement. La veille technologique est obligatoire ; il faut rester à l’affût de toutes les évolutions, tant techniques, technologiques ou législatives (cf. le déclin des ignifugeants halogénés ou l’abandon des pigments de cadmium)....
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIRON (M.) - Élastomères thermoplastiques (TPE). - [AM 3 400] Traité Plastiques et Composites (2000).
-
(2) - BIRON (M.) - Propriétés des thermoplastiques. Tableaux comparatifs. - [AM 3 306] Traité Plastiques et Composites (1998).
-
(3) - BITSCH (B.) - Amélioration des thermoplastiques. Tableaux comparatifs. - [AM 3 239] Traité Plastiques et Composites (2003).
-
(4) - BERTHEREAU (A.), DALLIES (E.) - Fibres de verre de renforcement. - [AM 5 132] Traité Plastiques et Composites (2008).
ANNEXES
-
1 Références bibliographiques
-
2 Normes et standards
- 2.1 International Organization for Standardization (ISO) http://www.iso.ch/
- 2.2 International Electrotechnical Commission (Commission électrotechnique internationale) ICE/CEI http://www.itec.ch/
- 2.3 American Society for Testing and Materials (ASTM) http://www.astm.org
- 2.4 Underwriters'Laboratories (UL) http://www.ul.com
- 2.5 Association Française de Normalisation (AFNOR) http://www.afnor.fr
- 2.6 Principaux tests et normes d'ignifugation
- 3 Annuaire
GUILLON (D.) - Fibres de verre de renforcement. - [A 2 110] Archives matériaux (1995).
LUYCKX (J.) - Fibres de carbone. - [A 2 210] Archives matériaux (1994).
NAUDIN (C.-A.) - CLOZZA (C.) - Charges. - [A 3 220] Traité Plastiques et Composites (1987).
RUCKEBUSCH (J.-M.) - Microsphères creuses de verre pour mousses synthétiques. - [A 2 130] Archives matériaux (1994).
CARETTE (L.) - Stabilisants. - [A 3 232] Archives matériaux (1992).
DEFOSSE (R.) - Colorants et pigments. - [AM 3 234] Traité Plastiques et Composites (2003).
WYART (D.) - Colorants liquides à base de dispersions pigmentaires. - [AM 3 235] Traité...
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