Fabrication et usage des matériaux

La fabrication du papier

Le papier est créé à partir de la cellulose du bois, que l'on trouve principalement dans la fibre du tronc, et qui est connu depuis l'Antiquité.
Pour obtenir un blanc si pur, le papier doit être traité et lavé avec des procédés industriels chimiques.

Le processus de fabrication et son impact environnemental

Laver, puis décolorer et de nouveau laver : ce processus utilise beaucoup d'eau et de solvant. La fabrication du papier est donc très polluante car les solvants sont très nocifs pour l'environnement.

Le recyclage du papier

De ce fait, on peut recycler du papier en un autre papier. Dans ce cas, on n'utilisera pas d'arbre, puisqu'on utilisera le papier mis au recyclage (d'où l'intérêt de faire du tri à la poubelle !). En revanche, on aura recours aux mêmes procédés polluants.

Ce papier recyclé sera un peu plus sombre et légèrement plus granuleux car il ne peut pas être aussi raffiné qu'à l'état initial.
On peut utiliser aussi les cartons, les journaux, certains tissus pour créer du papier recyclé (broyage puis traitement chimique).

Le papier coloré

Le papier coloré a subi une teinte lors du broyage de la cellulose sous forme de pâte. De ce fait, on peut trouver du papier de n'importe quelle couleur, mais cet ajout de colorant créé une pollution supplémentaire.

L'alternative numérique

La venue du « tout numérique » a largement sensibilisé les gens et les entreprises à l'utilité d'économiser le papier, par exemple en scannant les documents, en les stockant sur un réseau ou un ordinateur ou en les transmettant par messagerie...

Le bois dans l'industrie

Dans l'industrie, le bois est couramment utilisé dans la fabrication de meubles, de matériaux de construction (planches), de certains ouvrages (ponts) ou constructions (chalets, maisons), de jouets, comme dans celle du papier et de combustible.

Il présente des caractéristiques mécaniques, esthétiques et thermiques intéressantes à condition de choisir le bon type de bois mais aussi la bonne partie de l'arbre (tronc, branche, écorce, etc.)

Les familles de matière d'œuvre

On trouve deux grandes familles de matière d'œuvre (ce que l'on récupère de l'arbre) :

• Les grumes : autrement dit les troncs avec ou sans leur écorce, transportés par les camions, les bateaux en grandes quantités. Très souvent transformés en planches par sciage afin de fournir le monde de la menuiserie, de l'ameublement, ou encore de la charpente. Les grumes peuvent être aussi utilisées pour les revêtements et finitions de structure, dans ce cas-là elles sont déroulées ou tranchées.
• Toutes les autres parties et les déchets de bois sont utilisés pour des pièces, revêtement et construction souvent moins nobles (mobilier à bas coût, structure des maisons en bois, stratifié, jouets), mais aussi pour le bois de chauffage ou pour la création de granulés pour poêle (à chauffer).

Propriétés et caractéristiques du bois

Certains bois offrent une densité au niveau de leur fibre très intéressante pour la construction (comme le chêne, le noyer) qui les rend très résistants.

L'inconvénient est que le bois doit subir un traitement pour ne pas pourrir car il est organique, et donc soumis aux champignons ! Surtout s'il doit être exposé à une humidité constante ou à l'eau de mer.

Les bois exotiques et leurs avantages

Les arbres exotiques - teck, azobé, itauba, etc. - sont en général imputrescibles (= c'est-à-dire qu'ils ne pourrissent pas). On les utilise pour les terrasses, le mobilier extérieur, etc.

Comme ils poussent parfois dans l'eau de mer, dans un environnement extrêmement humide (climat tropical, équatorien), ils ont développé une protection naturelle dans leur sève : un antifongique naturel, qui lutte contre les champignons et la moisissure.

Ces bois sont chers car ils voyagent longtemps pour venir jusqu'en Europe.

Enjeux environnementaux

Leur prix et leur utilité les rendent précieux pour l'industrie du bois, au point que les grandes forêts du monde (forêt équatoriale, amazonienne) ont commencé à être dévastées par l'abattage massif de ces arbres. On parle de déforestation.

Pour lutter contre ce phénomène, certains Etats ont imposé aux entreprises de planter plusieurs arbres similaires pour un seul arraché ou coupé.

L'histoire du plastique

L'histoire du plastique remonte à l'Antiquité, mais les historiens datent précisément sa découverte lors d'une expédition en Amazonie, où deux naturalistes français découvrirent par hasard l'arbre à caoutchouc en 1736.

Le plastique a connu un réel essor dès la fin du 19e siècle : depuis se succèdent différentes expériences chimiques et transformations du plastique en des centaines de formules chimiques.

Les trois grandes familles de plastiques

On peut les réunir dans trois grandes familles :

• Les élastomères : les plastiques élastiques, qui peuvent reprendre leur forme initiale après une très grande déformation. Ils proviennent bien souvent, du latex d'Hévéas (arbre amazonien).
  Le plus connu parmi les élastomères est le caoutchouc.
• Les thermoplastiques : ils se déforment pour devenir mou à la chaleur puis deviennent rigides en refroidissant. Ce sont les plus polluants (non biodégradables, plusieurs centaines d'années pour les voir disparaître). Ce sont les plus utilisés comme le Polyéthylène (PE) ou le Polychlorure de Vinyle (PCV, plus couramment appelé PVC).
• Les thermodurcissables : une fois fondus à la chaleur et refroidis, ils ne peuvent plus se déformer. Ils sont très solides et résistants mais difficiles à fabriquer. Les noms sont très peu connus mais ces plastiques sont couramment utilisés. C'est le cas par exemple de l'Aminoplaste (MF) qui permet de réaliser des plans de travail, du mobilier pour la cuisine, des poignées de casserole car ils ont une forte résistance aux flammes/ à la chaleur.

Le verre : un matériau du quotidien

Le verre est un matériau du quotidien. Il est très utilisé pour sa dureté et sa transparence, bien qu'il soit assez fragile.

Usages du verre

Le verre nous sert notamment dans de nombreux domaines de la vie quotidienne et industrielle.

• comme matériau de construction, pour créer des fenêtres, des baies vitrées, etc. 
• pour fabriquer les vitres des véhicules 
• pour fabriquer des bouteilles et bocaux alimentaires 
• pour créer des verres de lunettes et des lentilles de vue 
• pour créer de la laine de verre, qui sert à isoler les bâtiments et économiser l'énergie de chauffage 
• comme fibre de verre, afin de fabriquer des objets solides et légers, comme les raquettes de tennis, les mâts et coques des bateaux, les carrosseries de voiture de sport, les cadres de vélo, etc.

Fabrication et recyclage

Le verre est fabriqué à partir de sable et de quelques autres minéraux qu'on mélange, puis qu'on chauffe à très haute température afin de les faire fondre : on dit qu'ils entrent en fusion.

Une fois les matériaux fondus, on leur donne la forme que l'on souhaite, puis on les refroidit très vite pour qu'ils se solidifient et deviennent du verre.

Enfin, le verre est 100% recyclable. Après avoir écarté le papier, les bouchons en acier ou en plastique, et les autres intrus, qui pourraient accompagner un objet en verre, le reste est chauffé dans des fourneaux à haute température. Le verre entre de nouveau en fusion, puis est mis dans un moule pour obtenir une nouvelle bouteille, un nouveau bocal en verre, etc.

Recyclage et valorisation

Quand un objet atteint sa fin de vie, il peut être recyclé. Le recyclage consiste à récupérer ses matériaux pour fabriquer de nouveaux objets du même type : par exemple, on peut recycler une bouteille en plastique pour en fabriquer une nouvelle.

Si des matériaux ne sont pas recyclables, ils peuvent néanmoins être valorisés. Il existe deux grands types de valorisation :

• La valorisation matière, qui consiste en la transformation des restes du matériau, en un autre matériau utilisable. Par exemple, on peut transformer du bois en particule de cellulose pour fabriquer du papier ;
• La valorisation énergétique, qui consiste en la production d'énergie en se servant des restes du matériau. Par exemple, on fait brûler du bois pour produire de la chaleur.

Dans tous les cas, le tri sélectif est très important : pour améliorer le recyclage et la valorisation, il est crucial que les matériaux soient bien triés.

Recyclage des métaux

Les métaux se recyclent très bien. Après avoir été triés et calibrés (différenciation de la taille et de la forme), ils sont chauffés à haute température (1 600° C !) pour être fondus. Une fois mou, il est possible de créer de nouveaux objets avec.

Recyclage des matériaux minéraux

Le verre est 100% recyclable. Après avoir écarté le papier, les bouchons en acier ou en plastique, et les autres intrus, il est chauffé dans des fourneaux à haute température et il est refondu dans un moule pour obtenir une nouvelle bouteille, un nouveau bocal en verre.

La plupart des autres minéraux peuvent être valorisés, en étant transformés en gravier ou en sable. Certains peuvent être recyclés, comme le béton ou le plâtre.

Recyclage des matériaux organiques

S'il est propre, le papier/carton se recycle assez bien, afin de fabriquer du nouveau papier/carton. Sinon, il peut être valorisé en le brûlant pour créer de l'énergie.

Le bois peut être valorisé pour faire du papier ou pour faire des planches et panneaux composés de petits morceaux de bois collés les uns aux autres. Il peut aussi être valorisé pour servir de bois de chauffage.

Pour les plastiques, les objets fabriqués en thermoplastique peuvent être recyclés de manière à fabriquer de nouveaux objets. En revanche, les autres types de plastiques ne se recyclent pas.