Caoutchouc (matériau)

Histoire

1736 : le naturaliste français Charles Marie de La Condamine découvre le caoutchouc naturel au Pérou.
1811 : l'autrichien Johann Nepomuk Reithoffer (1781-1872) fabrique les premiers produits en caoutchouc.
1820 : l'anglais Tomas Hancock découvre que la plasticité du caoutchouc est augmentée suite à la mastication de celui-ci et que cela permet la mise en forme du produit ultérieurement.
1841 et 1843 : découverte réspective de l'américain Charles Goodyear et de l'anglais Tomas Hancock de la vulcanisation du caoutchouc.
10 décembre 1845 : l'écossais Robert William Thomson invente la roue aérienne (le premier pneumatique) qui, ne s'adaptant pas aux chariots lourds, tombe dans l'oubli.
1853 : l'américain Hiram Hutchinson achéte les brevets de Charles Goodyear et adapte le caoutchouc aux bottes.
1854 : ce même américain ouvre la première usine utilisant cette matière première en France, dans l'usine de Langlée, à Châlette-sur-Loing (Loiret).
1868 : invention des pneus pleins pour vélocipèdes.
1876 : culture de l'hévéa à Ceylan.
1887 : à Belfast, le vétérinaire John Boyd Dunlop imagine un tube souple gonflé pour remplacer les pneus pleins.
23 juillet 1888 : invention de ce tube souple gonflé et dépose de brevet par John Boyd Dunlop.
24 juillet 1904 : Création d’une commission internationale pour enquêter sur les pratiques utilisées dans la production du caoutchouc (politique des mains coupées, prises d’otages...)
1909 : première synthèse du caoutchouc.
1915 : l'Allemagne produit environ 2 500 tonnes d'un autre caoutchouc synthétique.
1929 : l'Allemagne réussit à produire un polymère de butadiène et du styrène en présence de sodium comme catalyseur.
1939 : l'Allemagne et les États-Unis améliorent le caoutchouc synthétique car l'Allemagne est soumise au blocus et les États-Unis sont privés du caoutchouc naturel de l'extrême-Orient.
1958 : entrée de la France dans la production synthétique.
1980 : le gayule naturel mexicain peut être mécanisable avec un rendement supérieur à l'hévéa.
2003 : Amerityre Corporation développe les pneus increvables (no-flat, air-no-air) du futur, basés sur le polyuréthane.

Types de caoutchoucs

Il existe un grand nombre de caoutchoucs différents que l'on peut classer en deux grandes catégories puis en sous-catégories.

Caoutchoucs naturels

Sous forme liquide, le latex ;
Sous forme solide.

Caoutchoucs synthétiques

Caoutchoucs dit normaux

Caoutchoucs dit spéciaux

Caoutchoucs dit très spéciaux

Fluorés
Acryliques
Siliconé
Copolymères Ethylène-acétate de vinyle
Polysulfures
Polyuréthane : la société déjà citée développe des pneus basés sur ce matériau qui ont beaucoup d'avantages sur les pneus en caoutchouc d'aujourd'hui et promettent d'être moins chers à fabriquer. Parmi les avantages, meilleure tenue de route, pneu plein et léger, donc plus de pneu crevé et moins d'usure.
Thermoplastiques

Certains caoutchoucs synthétiques sont aussi disponibles sous forme de latex.

Propriétés

Malgré leur aspect souvent similaire à cause de la couleur noire, les caoutchoucs présentent des propriétés très variables du point de vue mécanique, thermique ou chimique, car ce sont principalement ces trois critères qui sont utilisés pour déterminer le type de caoutchouc à utiliser pour une application donnée.

Modes de fabrication

Le caoutchouc naturel provient de la coagulation du latex de plusieurs plantes, principalement de l'hévéa, Hevea brasiliensis, famille des Euphorbiacées, 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. En Amazonie, c'est le travail des seringueiros. Le latex récolté peut alors être stabilisé à l'ammoniaque et concentré pour diminuer sa teneur en eau ou alors coagulé de façon plus ou moins contrôlée et séché afin d'obtenir des balles de caoutchouc.

La culture de l'hévéa, bien qu'originaire d'Amérique du Sud, s'est développée dans le sud-est asiatique et, à une moindre échelle, en Afrique équatoriale (Nigeria, Côte d'Ivoire, Cameroun).

Formulation et vulcanisation

Le caoutchouc, qu'il soit naturel ou synthétique, s'utilise presque exclusivement mélangé à d'autres ingrédients :

des charges renforçantes ou non, la principale étant le noir de carbone (d'où la couleur des produits en caoutchouc),
des huiles, aussi appelées plastifiants,
des agents de protection, contre les UV ou la lumière par exemple,
des produits servant à la vulcanisation (soufre, oxyde de zinc, accélérateurs, péroxydes, etc.)
des produits divers tels que des colorants, des agents gonflants, des produits antifeu, etc.

Le caoutchouc n'acquiert ses propriétés qu'après une opération dite de vulcanisation aussi appelé réticulation qui consiste à créer des liaisons chimiques fortes entre les chaînes de macromolécules constituant le matériau. Cette transformation chimique est irréversible et le matériau est qualifié de thermodurcissable. La vulcanisation s'effectue majoritairement grâce au soufre mais elle peut aussi être crée grâce aux péroxydes ou à certaines résines. La vulcanisation s'effectue à une température comprise entre 150 et 200 °C pendant un temps de 2 à 15 minutes à une pression de 10 à 20 bars.

Utilisation

Le caoutchouc est aussi utilisé dans les gaines de bus informatiques, au même titre que le chlorure de polyvynile et que le téflon

L'économie

Production

Production en tonnes. Chiffres 2003-2004
Données de FAOSTAT (FAO)

Thaïlande

2506000

32 %

3030000

36 %

Indonésie

1792000

23 %

1792000

21 %

Malaisie

986000

13 %

1000000

12 %

Inde

694000

9 %

694000

8 %

Chine

565045

7 %

550000

7 %

Viêt Nam

384000

5 %

391000

5 %

Autres pays

881663

11 %

881768

11 %

Total

7808708

100 %

8338768