Monographies
TPE d'ingénierie, bio-TPE, développement durable. Pour réussir

Les élastomères thermoplastiques TPE suivent les grands courants actuels de l'industrie des matières plastiques : amélioration des performances, utilisation de produits issus de sources renouvelables, diminution des coûts. Ils font l'objet d'un premier dossier [AM 3 400].

L'amélioration des performances passe par l'utilisation de TPE d'ingénierie et de nouveaux TPE regroupés sous le terme de super-TPE. Ceux-ci conservent les avantages fondamentaux des TPE et TPV permettant la fabrication sur des équipements classiques pour thermoplastiques avec des débits beaucoup plus importants que ceux atteints avec les caoutchoucs vulcanisés conventionnels. En outre, ils combinent les avantages d'élastomères vulcanisés de haute performance avec ceux de plastiques d'ingénierie. Généralement conçus pour résister à une exposition prolongée à la chaleur et à des environnements agressifs, ils se situent entre les plastiques techniques et les caoutchoucs spéciaux. Cependant, il faut être conscient que les super-TPE ne peuvent pas remplacer tous les caoutchoucs vulcanisables dans toutes les applications. Les pneumatiques pour l'automobile, par exemple, ne font pas partie de leur domaine d'utilisation.

Il faut remarquer qu'il n'y a pas de frontière nette entre TPE et super-TPE. Certains copolyesters et polyéther bloc amides pourraient ainsi être classés dans les super-TPE.

Les bio-TPE sont produits à partir de sources renouvelables en empruntant plusieurs routes :

• les polyéther-bloc-amides, les copolyesters ou encore les polyuréthanes thermoplastiques intégrant des molécules issues de plantes dans leurs chaînes macromoléculaires ;

• des TPE intégrant des additifs, charges, fibres etc. issus de ressources renouvelables ;

• des alliages de biopolymères et de plastiques d'origine fossile ;

• des TPE issus de la technologie supramoléculaire.

Il est important de remarquer que les taux massiques de carbone renouvelable peuvent varier d'environ 20 % à pratiquement 100%, le complément étant d'origine fossile.

Le choix d'un TPE n'est qu'un des éléments du problème. Pour réussir dans l'utilisation des TPE, il faut utiliser au mieux leurs qualités et minimiser leurs défauts en adoptant une démarche globale adaptée.

En plus des règles générales de conception, notamment la juste évaluation des exigences à satisfaire, la conception finale doit être le fruit d'itérations prenant en compte :

• les possibilités d'intégration du TPE dans la chaîne de fabrication du dispositif final à fabriquer ;

• les possibilités d'intégration des différentes étapes de fabrication du TPE de façon à tendre vers un procédé en ligne totalement intégré de la matière première jusqu'au produit final emballé et contrôlé ;

• les propriétés mécaniques exceptionnelles de certaines familles y compris en sollicitations dynamiques ;

• le large choix de procédés, y compris le soufflage, thermoformage, soudage et la cotransformation adaptés aux cadences de production visées ;

• les qualités sensorielles particulières pouvant conduire à la suppression d'étapes de finition et pouvant contribuer à la personnalisation des produits finis ;

• la possibilité de recycler plus facilement les déchets de production et de fin de vie.

Bien sûr, la conception doit également tenir compte des inconvénients des TPE comme :

• la thermoplasticité avec ses conséquences sur le fluage et la relaxation d'autant que la température s'élève ;

• le prix matière qui doit être compensé par les économies de matières et de coûts de production.

Les taux et pourcentages, rencontrés dans ce texte, sont sauf indication contraire, massiques.