Lecaoutchouc est un matériau qui peut être obtenu soit par la transformation dulatex sécrété par certains végétaux (par exemple, l'hévéa), soit de façonsynthétique à partir demonomères issus d’hydrocarbures fossiles. Il fait partie de la famille desélastomères.
Lecaoutchouc naturel (sigle NR,natural rubber selon l'ASTM D1418) est unpolyisoprénoïde. Le schéma réactionnel correspondant à la formation du NR, qui utilise laphotosynthèse, est très complexe.
L'histoire du caoutchouc débute bien avant la fin duXVe siècle lorsqu'à la suite desGrandes découvertes, lesEuropéens commencent à observer, enAmérique centrale et enAmérique du Sud, l’usage séculaire que font les populations autochtones d'une matière alors inconnue enEurope. Provenant dulatex issu de différentes plantes — dont l’hévéa et leguayule —, lesautochtones 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 ennahuatl — et « kik » — liquide séminal enmaya —), 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 :
est collant lorsqu'il est exposé au soleil ;
fond à température élevée ;
devient cassant à basse température ;
brunit et secoagule lorsqu'il est maintenu à l'air.
« Cahoutchou, résine élastique. La résine appeléeCahuchu (PrononcezCahout-chou) dans les pays de la Province de Quito, voisins de la Mer, est aussi fort commune sur les bords duMaragnon, & 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 desOmaguas 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 lesOmaguas. 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. »
1770 : le chimisteanglaisJoseph Priestley découvre que l'on peut effacer des marques d'encre en les frottant avec du caoutchouc[6]. Cette découverte sera à l'origine des premièresgommes à effacer.
1783 : le chimiste françaisJacques Charles, lancé dans une compétition avec lesfrères Montgolfier pour réaliser le premier vol habité, fait construire unballon — on disait alors un « globe » — fait d'une étoffe de soie imperméabilisée par un vernis à base de caoutchouc.
1790 :Samuel Peal, un industriel britannique, brevète une méthode permettant, en mélangeant de latérébenthine avec du caoutchouc, d'imperméabiliser des tissus.
1820 : l'AnglaisThomas Hancock découvre que la plasticité du caoutchouc est augmentée à la suite de son broyage (dans sa machine, le « masticator ») et son pressage, ce qui permet la mise en forme du produit ultérieurement[6].
1823 : la découverte duprocédé d’imperméabilisation des tissus par dissolution du caoutchouc dans un solvant (dunaphte porté à ébullition) permet au chimisteécossaisCharles Macintosh de confectionner les premiers imperméables. La matière brevetée prend le nom de son inventeur et devient même enGrande-Bretagne synonyme du mot « imperméable ».
1835 :Charles Dietz invente un « remorqueur à chaudière » dont il garnit les roues d'une couche de liège puis de caoutchouc boulonnée sur la jante. Il invente sans le savoir l’ancêtre dupneumatique.
1842 :Charles Goodyear découvre lavulcanisation, qui permet de stabiliser le caoutchouc afin qu'il résiste mieux aux écarts de température (sans vulcanisation, il fond à température haute et devient cassant à température basse)[6].
: l'ÉcossaisRobert William Thomson invente laroue aérienne (le premier pneu) qui, ne s'adaptant pas aux chariots lourds, tombe dans l'oubli.
1870 : apparition des premiers préservatifs à base de caoutchouc delatex.
1876 :Henry Alexander Wickham rapporte du Brésil 70 000 graines d'hévéa replantées ensuite dans toutes les colonies britanniques d'Asie (notamment àCeylan), brisant ainsi le monopole brésilien.
1887 : àBelfast, le vétérinaireJohn Boyd Dunlop imagine un tube souple gonflé pour remplacer les pneus pleins.
:John Boyd Dunlop dépose unbrevet qui permet d'utiliser le caoutchouc pour la fabrication de pneus[6]. C'est la naissance du pneu à valve. L'invention des pneus (appuyée plus tard par l'explosion de la production automobile) et le succès des bicyclettes provoquent le boom de la production du caoutchouc à la fin duXIXe siècle.
1892 : lesfrères Michelin présentent les premiers pneus démontables pour vélos et autos.
1899 : des colons français introduisent la culture de l’hévéa enIndochine française.
1939 : l'Allemagne et les États-Unis améliorent le caoutchouc synthétique car :
l'Allemagne est soumise au blocus ;
les États-Unis sont privés du caoutchouc naturel de l'Extrême-Orient.
1946 :Michelin dépose unbrevet sur lepneu radial, mieux adapté au caoutchouc naturel qu'au synthétique[7]. Quelques décennies plus tard, alors que les premières usines Michelin s'installent outre-atlantique, lesÉtats-Unis pourront regretter la fermeture d'un centre de recherche sur l'hévéa et le caoutchouc àTurrialba (Costa Rica) lors dumaccarthysme[7].
1958 : entrée de la France dans la production synthétique.
Lecaoutchouc naturel provient de lacoagulation dulatex de plusieurs plantes, principalement de l'hévéa,Hevea brasiliensis, famille desEuphorbiacées, 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. EnAmazonie, c'est le travail desseringueiros. Le latex récolté est transféré dans des conteneurs, filtré et peut alors être stabilisé à l'ammoniaque (précipitation des flocons) puis pressé pour diminuer sateneur 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 desballes 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, enAfrique 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 dePierre Savorgnan de Brazza en 1879-1882, Léon Guiral (Le Congo français du Gabon à Brazzaville) constate que lespeuples 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 larépublique 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, lerapport Brazza fait état des sévices subis par les indigènes dans l'exploitation par la métropole du « caoutchouc rouge » auCongo français[9].
Usage principal du caoutchouc naturel : pneus de camions et avions pour sa meilleure élasticité et résistance mécanique.
À la fin duXIXe 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 uncaoutchouc synthétique est déposé par le chimiste allemandF. Hofmann[10] en 1909 pour l’entrepriseBayer AG, acteur important de l’industrie chimique allemande. Formé à partir d’hydrocarbures parpolymérisation, le caoutchouc synthétique est unélastomère 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. Lechloroprène polymérisé ouNéoprène, 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.
Usages principaux du caoutchouc synthétique : Pneus de voitures particulières pour sa résistance aux huiles et carburants (qu'on peut trouver en milieu urbain), ainsi que produits industriels.
Avantages : Stabilité thermique et durabilité face au vieillissement environnemental.
Perçu comme une solution de rechange, le caoutchouc synthétique concurrence sérieusement le caoutchouc naturel durant lesTrente 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 nonbiodégradables 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 desparticules 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 de3,7 millions de décès[15] chaque année selon l’UNEP.
Plantes à latex permettant la production de caoutchouc
Le caoutchouc, qu'il soit naturel ou synthétique[17], s'utilise presque exclusivement mélangé à d'autres ingrédients :
descharges renforçantes ou non, la principale étant lenoir de carbone (d'où la couleur des produits en caoutchouc). Les charges renforçantes telles que les noirs de carbone améliorent les résistances mécanique et à l'abrasion. Si la couleur noire est à proscrire, on utilise des charges blanches comme les silices précipitées, les argiles et les craies précipitées. Les charges non renforcantes sont dites « diluantes » car elles diminuent le coût du mélange et en augmentent la densité. La craie broyée est utilisée dans des mélanges à faible résistance et à faible coût, dans des articles tels que les butées de porte domestique ;
Industrie : le caoutchouc y a de nombreux usages, par exemple dans les courroies, flexibles, pneus et dans les gaines de câbles informatiques (au même titre que lepolychlorure de vinyle (PVC) et leTéflon).
Médecine : le latex, très utilisé dans les gants jetables, peut provoquer des « allergies au latex », du fait de la présence de plusieurs protéines issues de l'hévéa et/ou de composés ajoutés lors de la fabrication. Le caoutchouc issu de la guayule, plus pauvre en protéines, semble moins allergisant[16].
Sports et jeux pour enfant : utilisation croissante pour certains sols de jeux ou de course, ceux-ci permettent d’amortir les chutes, et étant une matière qui accroche, elle permet aussi d’augmenter un peu la vitesse de course ; comme matériau desgazons synthétiques (pour le football notamment), ou pour les revêtements deraquettes detennis de table mais aussi pour des chaussures.
Divers : il a aussi été testé et utilisé pour laconservation de la viande et comme joint des bocaux de pasteurisation/stérilisation. Plus récemment, des latex magnétisés fonctionnalisés (particules colloïdales magnétiques à cœur demaghémite) ont été conçus pour la pharmacochimie ou pour letraitement des eaux usées par adsorption (pour le cuivre et plomb notamment), afin de pouvoir se passer des moyens classiques de centrifugation, sédimentation et filtrations[18]. Ces particules sont réutilisables durant plusieurs cycles (désorption/régénération)[18].
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, telsHalcyon Agri qui possède plus de100 000 hectares[20] ou Socfin près de64 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 à8,5 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 méthodologieHigh 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.
Volume de production de caoutchouc naturel (hévéa) entre 2002 et 2023[25]
Lamaladie sud-américaine des feuilles de l'hévéa (Microcyclus ulei) représente une menace majeure pour la production mondiale de caoutchouc naturel. Endémique en Amérique du Sud, cette maladie fongique a anéanti l'industrie du caoutchouc dans cette région, empêchant toute culture commerciale significative d'Hevea brasiliensis. Bien que contenue jusqu'à présent grâce à des mesures de quarantaine, son introduction en Asie du Sud-Est, qui produit environ 90 % du caoutchouc naturel mondial, est jugée inévitable par les experts. Si elle atteignait ces plantations, les monocultures clonales d'hévéas, particulièrement vulnérables en raison de leur faible diversité génétique, pourraient subir des pertes massives. Cela mettrait en péril l'approvisionnement mondial en caoutchouc naturel, essentiel pour des industries stratégiques comme celle des pneumatiques professionnels et des produits médicaux.
À la différence desélastomères 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 dubitume 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 depneumatiques usagés, est utilisée pour améliorer l'aspect, la souplesse et la stabilité des aires de jeu enpelouse artificielle.
↑Auguste Chevalier, « Le Deuxième Centenaire de la Découverte du Caoutchouc faite par Charles-Marie de La Condamine »,Journal d'agriculture traditionnelle et de botanique appliquée,no 179,,p. 519-529(lire en ligne).
↑M. de la Condamine, « Mémoire sur une résine élastique nouvellement découverte à Cayenne parM. Fresneau et sur l'usage de divers sucs laiteux d'arbres de la Guyane ou France équinoxiale »,Mémoires de l'Académie des Sciences,,p. 319-333(lire en ligne).
↑Charles-Marie de La Condamine,Relation abrégé d'un voyage fait de l'intérieur de l'Amérique méridionale, depuis la côte de la mer du sud, jusqu'aux côtes du Brésil & de la Guyane, en descendant la rivière des Amazones, Maestricht, chez Jean-Edma Dufour,, 379 p.(lire en ligne),p. 76-77.
↑a etbT. Schoonoveret al., « Review of Insatiable Appetite: The United States and the Ecological Degradation of the Tropical World »,The American Historical Review, 2001, 106(5), 1757–1758,DOI10.2307/2692758.
↑JeanMartin, « Le rapport Brazza, mission d’enquête du Congo. Rapports et documents. 1905-1907. Mission Savorgnan de Brazza. Commission Lanessan, préface de Catherine Coquery-Vidrovitch. Éditions : Le passager clandestin, Neuvy-en-Champagne, 2014 »,Outre-Mers. Revue d'histoire,vol. 101,no 382,,p. 295–297(lire en ligne, consulté le).
↑Sandra Ries, Ditte Ingemann, Louise Berggreen, Liv Petersen, Sarah Dieckmann, Sten Rehder et Peter Bengtsen,Behind the rubber label, Danemark,, 30 p.(lire en ligne).
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