Présentation des PROJET UN PROJET DEUX

1 Présentation des De nos jours, les plastiques sont omniprésents et nous rendent la vie plus facile, plus sûre, plus pratique et plus agréable. L utilisation des matières plastiques augmente sans cesse car celles-ci sont aujourd hui capables de remplacer de nombreux autres types de matériaux comme le métal, le bois, le papier, la céramique et le verre. Il existe également de nouvelles fonctions que seuls les plastiques peuvent remplir. L automobile est un bon exemple de produit utilisant beaucoup les plastiques. Au cours des 20 dernières années, l utilisation des matières plastiques dans les voitures a augmenté de 114 pour cent et on estime que sans ces matériaux les voitures actuelles pèseraient au moins 200 kg de plus. Des économies de poids ont été réalisées grâce à l utilisation des matières plastiques dans les châssis et les arbres d entraînement. On estime qu au cours d une durée de vie moyenne de 150.000 km d un véhicule, cette diminution de poids permet de réduire la consommation de carburant d environ PROJET UN 1 Pensez à au moins trois objets qui, il y a quelques années, auraient été fabriqués dans des matières traditionnelles et qui sont aujourd hui en matières plastiques. 2 Pour chaque objet énuméré, réfléchissez aux avantages et aux limites du plastique. Indiquez les raisons pour lesquelles vous pensez que les matières plastiques sont utilisées à l heure actuelle. 750 litres. Cette réduction de la consommation de carburant permet de réduire la consommation de pétrole d environ 12 millions de tonnes et de réduire la production de CO 2 de 30 millions de tonnes par an en Europe occidentale. Mais que sont les plastiques? Pourquoi sont-ils si utiles et si courants? Comment leur succès s explique-t-il? Quelle est leur structure chimique? De nombreux matériaux utilisés au quotidien sont constitués de polymères. Ce sont de longues molécules faites à partir de molécules plus petites, les monomères. Les polymères peuvent être naturels ou synthétiques. Les polymères naturels sont présents chez les animaux et les végétaux. Beaucoup de tissus sont à base de polymères: les protéines animales, par exemple, ou les glucides des plantes. PROJET DEUX 1 Voici une voiture moderne 2 On estime qu une voiture de type. Quelles sont les pièces fabriquées en matière plastique? Selon vous, quels sont les avantages des plastiques? Pensez aux aspects suivants : 1.000 kg, contenant 100 kg de plastiques, consomme 4% de carburant de moins qu une voiture fabriquée à l aide de matériaux traditionnels. En supposant qu une voiture consomme 2000 sécurité litres de carburant par an, au prix économie de 40Bef le litre, à combien s élève l économie réalisée grâce esthétique à l utilisation de matériaux couleur plastiques? coût polymère Ce schéma montre les structures d un monomère et d un polymère. monomère

PROJET TROIS 1 Les objets suivants sont fabriqués à partir de polymères synthétiques. Essayez de déterminer lesquels sont à base de fibres. Une grande partie de notre alimentation est à base de polymères, comme les fibres, les céréales et la viande. Plantes et animaux produisent des polymères, souvent sous forme de fibres qui doivent ensuite être transformées pour donner des matériaux tels que fils et tissus. Les polymères synthétiques sont fabriqués à partir du pétrole. Celui-ci est traité dans des raffineries afin de produire des composés chimiques de base connus sous le nom de monomères, qui seront ensuite transformés en polymères. Certains polymères sont transformés en matériaux plastiques solides, d autres en fibres textiles. Les polymères sont finalement transformés en produits finis. istoire des plastiques En effet, au début du siècle, les chimistes commencèrent à comprendre les réactions qu ils provoquaient, ce qui accéléra la recherche de nouvelles matières. Dans les années 30, débuta la fabrication de plastiques à base de produits chimiques dérivés du pétrole. Ce fut l apparition du polystyrène, des polymères acryliques et du chlorure de polyvinyle. Le nylon est produit industriellement depuis la fin des années 30. Il était produit sous forme de longs filaments que l on pouvait filer, tisser ou tricoter. La production et la fabrication d autres matériaux plastiques polyéthylène basse densité, polyuréthane, chlorure de polyvinyle (PVC), polyesters, sillicones, résines époxy ont augmenté au cours des années 1940. Les polycarbonates sont quant à eux apparus dans les années 1950. L apparition du polyéthylène haute densité (DPE) et du polypropylène date des années 1960. Les années 1970 ont vu l arrivée de la «troisième génération» de matériaux plastiques de haute technologie. Ces nouveaux matériaux comprenaient notamment des polyamides et des polyacétals. Cette innovation s est poursuivie au cours des années 80 et 90, avec de nouveaux polymères créés pour relever des défis de conception spécifiques. Les récentes améliorations en matière de technologies catalytiques permettent un meilleur contrôle de la structure moléculaire des polymères et fournissent des propriétés physiques améliorées. Par exemple, une nouvelle génération de catalyseurs métallocènes permet la fabrication de films de polyéthylène plus résistants et plus transparents. Á l heure actuelle, on produit plus de 700 types de plastiques, regroupés dans 18 familles principales de polymères. Aisément disponibles, polyvalents et de fabrication économique, les matériaux plastiques sont utilisés à la fois en haute technologie et pour la fabrication de produits de tous les jours. Une enquête menée auprès des consommateurs montre que les attitudes les plus positives envers les matériaux plastiques sont relatives aux applications innovantes et de haute technologie. À l aube du 21ème siècle, il est clair que les matériaux plastiques font partie intégrante de notre vie. Que ce soit dans les produits emballés que nous achetons, les transports que nous utilisons et les bâtiments dans lesquels nous vivons, les équipements de sport ou la technologie médicale de pointe les matières plastiques sont incontournables. Les produits plastiques furent fabriqués pour la première fois en 1862, à partir de matières végétales. Des fibres de cellulose, sous forme d ouate, furent traitées à l acide nitrique pour donner le Celluloïd, utilisé dans la fabrication d objets tels que fouets, manches de couteau, boîtes, manchettes et cols. En 1909, le belge BAEKELAND mit au point la Bakélite fabriquée à partir du goudron de houille. La Bakélite fut utilisée pour l isolation électrique, les boîtiers d appareils photos et les premiers postes de radio. PROJET QUATRE 1 Décrivez l allure de la courbe. 2 A votre avis, pourquoi l allure de la courbe change-t-elle pendant les années 50? 3 Pourquoi la courbe s infléchit-elle si brutalement au début des années 70? 4 Prolongez la courbe jusqu à l an 2010. A quel niveau de production devrait-on s attendre? 5 Qu a-t-on fait au début des années 1990 afin de réduire ces estimations? 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 La croissance de la production mondiale de matières plastiques. http://www.apme.org 80 70 60 50 40 30 20 10

2 Les Matières Le pétrole brut est la principale matière première pour la production du plastique ; c est un mélange complexe de milliers de composés. Il faut le transformer pour pouvoir l utiliser. Energie, électricité et chauffage 42% Transport 45% Environ 4% de la production mondiale de pétrole brut sont transformés en plastiques. Parce que les constituants du pétrole brut ont des masses molaires différentes, et donc des points d ébullition différents, Autres produits pétrochimiques 4% Plastiques 4% Divers 5% il est possible de les séparer grâce au procédé de la distillation fractionnée. Le mélange est séparé en fractions, et non pas en composés individuels. Les fractions contiennent un mélange de composés dont les températures d ébullition sont voisines. Ce schéma montre le processus de la distillation fractionnée. Ce sont principalement les fractions de naphta et de gasoil qui sont transformées en produits chimiques qui serviront de matières premières pour synthétiser les plastiques. Ces fractions sont toujours des mélanges complexes d hydrocarbures et aucune réaction chimique n a encore eu lieu. Elles doivent être modifiées chimiquement afin d en faire des produits plus utiles aux propriétés chimiques différentes. Il existe deux types de procédés : le Craquage Le craquage casse les grosses molécules en molécules plus petites et plus utiles (donc d une valeur supérieure). Par exemple, les fractions à point d ébullition très élevé sont craquées afin PROJET UN La plupart des composés du pétrole brut sont des molécules d hydrocarbures, contenant uniquement des atomes de carbone et d hydrogène. Le schéma a montre la structure de l éthène. 1 Etablissez la formule chimique de chacun de ces composés sous la forme suivante : C2=C2 Ceci est la formule semi-développée de l éthène a c b Un assortiment de molécules montrant les diverses liaisons chimiques entre atomes. 2 Puis écrivez la formule sous la forme suivante : C24 Ceci est la formule moléculaire de l éthène d e La masse d une molécule dépend du nombre d atomes de carbone et d hydrogène qu elle contient. Un atome de carbone a une masse atomique relative de 12 et un atome d hydrogène, une masse atomique relative de 1. Dans l exemple ci-dessus, la masse moléculaire relative de l éthène C24 vaut [2x12] + [4x1] = 28. 3 Calculez la masse moléculaire relative de chacune des molécules proposées. f g représente un atome de carbone représente un atome d hydrogène représente les liaisons chimiques

Pétrole brut Fractionnateur Appareil de chauffage de produire des fractions d essence et de gasoil. Aujourd hui, le craquage utilise aussi bien des catalyseurs que le traitement thermique à la vapeur (vapocraquage). le Reformage Le reformage modifie la structure interne des molécules afin d en produire d autres plus intéressantes. En modifiant les conditions telles que température, pression et catalyseurs, les techniques du craquage et du reformage peuvent désormais être contrôlées de façon à produire le mélange exact de composés qui sera le plus utile dans un but déterminé. Le naphta est craqué lorsqu il est mélangé à de la vapeur et chauffe à 800 C. Puis il est refroidi rapidement à 400 C, ce qui entraîne des modifications chimiques. Le mélange des composés C 6 à C10 est ainsi transformé en un petit nombre de composés C 2, C 3 et C 4 contenant des liaisons doubles carbone-carbone (C=C). Les composés simples sont souvent dénommés produits chimiques de base. Beaucoup d entre eux sont présentés sur cette fiche dans le projet 1. Tous les produits chimiques de base sont de petites molécules contenant entre 2 et 7 atomes de carbone. On appelle ces molécules des monomères, à partir desquels sont ensuite fabriqués les polymères, composés aux propriétés très différentes. Les petites molécules de monomère réagissent ensemble pour former un polymère, un peu comme des maillons peuvent former une chaîne. Afin de faire réagir entre elles les molécules de monomère, de faibles quantités de catalyseurs spécifiques sont ajoutées dans le réacteur de polymérisation. Ce schéma montre le processus de la distillation fractionnée. Ce sont principalement les fractions de naphta et de gas-oil qui sont transformées en produits chimiques quiserviront de matières premières pour les plastiques. Gaz de raffinerie 40 C Essence 110 C Naphta pour produits chimiques 180 C Kérosène 260 C Gasoil 340 C PROJET DEUX Les chaînes de polymères présentent des propriétés très différentes de celles des monomères. Monomères composés réactionnels petit nombre d atomes de carbone dans une molécule généralement un gaz ou un liquide composés relativement peu coûteux à la production peu utiles sous cette forme http://www.apme.org La fabrication des polymères est devenue de plus en plus sophistiquée au cours de ces dernières années, les chercheurs mettant au point de nouveaux composés destinés à répondre à des besoins spécifiques. Par exemple, une nouvelle famille de catalyseurs connus sous le nom de metallocènes permet de mieux contrôler la manière selon laquelle les monomères s associent. On peut ainsi fabriquer des polymères doués de propriétés très spécifiques et optimales (résistance, transparence, ). 1 Le polyéthylène, fabriqué à partir d éthène, est un des composés les plus simples. La structure de Une partie de la structure du l éthylène est : polyéthylène se présente comme suit : C Résidu de distillation atmosphérique C Enumérez les différences de structure entre les deux molécules. 2 Les monomères réagissent de la manière suivante : l extrémité d une molécule se lie à celle d une autre, et forment ainsi des chaînes. Un peu comme des trombones peuvent être attachés les uns aux autres. Faites votre propre schéma de cette formation en chaîne. C C C C C C Polymères composés non réactionnels très grand nombre d atomes de carbone dans une molécule presque toujours un solide presque toujours commercialement plus rentables très utiles une fois transformés C

3 Les Polymères et leur uit des polymères les plus importants sont produits à partir de trois substances chimiques de base seulement, dérivées du naphta. Ethylène C24 " " " " polymérisation pour former le polyéthylène à haute densité (PED), le polyéthylène à basse densité (PEBD) et le polyéthylène à basse densité linéaire (PEBDL) réaction avec le chlore pour former le chlorure de vinyle réaction avec le benzène pour former le styrène réaction avec l oxygène pour former l oxyde d éthylène polymérisation pour former le chlorure de polyvinyle (PVC) polymérisation pour former le polystyrène (PS) Réaction supplémentaire et polymérisation pour former le polyéthylènetéréphtalate (PET) Propylène C36 " " " polymérisation pour former le polypropylène (PP) réaction avec l oxygène pour former l oxyde de propylène Réaction supplémentaire et polymérisation pour former les polyuréthanes (PUR) L éthylène et le propène peuvent être polymérisés entre eux afin de former un caoutchouc plus résistant Butadiène C46 " polymérisation pour former le polybutadiène (caoutchouc synthétique) PROJET UN Le tableau de droite indique les ventes totales des principales matières plastiques par les fabricants d Europe de l Ouest depuis 1992 jusqu en 1998 (données en milliers de tonnes). 1 Décrivez l évolution de la consommation pour chacun des plastiques. 2 Résumez en une phrase l évolution de la consommation de ces plastiques pour cette période. 3 Suggérez les raisons des variations constatées. 92 94 96 98 92 94 96 98 92 94 96 98 92 94 96 98 92 94 96 98 92 94 96 98 92 94 96 98 4698 4544 4920 4727 899 1281 1429 1692 4829 5401 5251 5370 4432 4982 5782 6834 3107 3718 3861 4195 433 630 604 965 1779 1749 2146 2194 LDPE LLDPE PVC PP DPE PET PS

Bien qu il y ait beaucoup de variétés de plastiques, on peut les classer en deux catégories : Ceux qui ramollissent sous l effet de la chaleur, puis durcissent à nouveau une fois refroidis. Ceux qui ne ramollissent jamais une fois moulés. On les appelle des thermoplastiques, car ils conservent leurs propriétés plastiques. Les molécules de ces polymères consistent en de longues chaînes, seulement reliées par des liaisons faibles. Ces liaisons sont si faibles qu elles peuvent être rompues quand le plastique est chauffé. Les chaînes peuvent alors se modifier pour prendre une forme différente. Les liaisons faibles se reforment une fois la matière refroidie, et le thermoplastique garde sa nouvelle forme. On les appelle des thermodurcissables, car une fois leur forme acquise, elle ne peut plus être modifiée. Ces molécules de polymères se composent de longues chaînes, reliées par de nombreuses liaisons chimiques fortes. Les molécules de ces polymères consistent en de longues chaînes reliées par un grand nombre de liaisons fortes. Ces liaisons sont si solides qu elles ne peuvent pas être rompues quand le plastique est chauffé. Ainsi la matière thermodurcissable garde toujours sa forme. Le processus de liaison: quand les polymères thermoplastiques sont chauffés, ils deviennent souples, l énergie thermique est suffisante pour vaincre les liaisons intermoléculaires et les molécules peuvent alors glisser les unes sur les autres. Les polymères thermodurcissables ne ramollissent pas lorsqu ils sont chauffés car les molécules présentent des liaisons réticulaires très résistantes et restent rigides. PROJET DEUX 1 Imaginez que vous êtes une petite partie d un polymère de thermoplastique. Vous faites partie d un morceau de matière plastique que l on doit transformer en gobelet. Vous possédez des liaisons chimiques solides tout au long de votre chaîne polymère avec certaines parties voisines de la molécule. Vous possédez aussi des liaisons transversales faibles avec des parties du polymère. Ce sont les liaisons faibles qui rendent la matière plastique solide et rigide. Lors du processus de fabrication, la matière plastique est chauffée pour la rendre malléable et flexible. On lui donne alors une nouvelle forme en la faisant passer dans une presse. Ensuite on la laisse refroidir et se solidifier en prenant la nouvelle forme. Décrivez par écrit ce qui arrive à votre partie de polymère au cours de cette transformation, ou bien faites un diagramme, des dessins. La plupart des plastiques constitués à partir des produits chimiques de base issus du naphta sont thermoplastiques. Exemples : le polyéthylène à haute densité (PED) et basse densité (PEBD), le polypropylène (PP), le polystyrène (PS), le polyéthylènetéréphtalate (PET) et le chlorure de polyvinyle (PVC). Les polymères à base de formaldéhyde sont des exemples courants de plastiques thermodurcissables (la bakélite fut le premier). Exemples : la mélamine-formaldéhyde (MF), l urée-formaldéhyde (UF), le phénolformaldéhyde (PF) Les colles époxydes sont aussi des plastiques thermodurcissables.

Il y a deux types de réactions permettant de produire des polymères. Le polymère est constitué d un seul monomère. Ex : A - A A Réactions d addition A A Lors des réactions d addition, des chaînes se forment à partir d une seule petite molécule. Le monomère contient toujours une double liaison carbone-carbone. C A A A A La plupart des thermoplastiques issus des fractions de naphta sont des polymères obtenus par des réactions d addition. ex : polyéthylène, polypropylène, polystyrène C A Réactions de condensation Le polymère est constitué de deux monomères. Ex : A - A et B - B A B B A A B B Lors des réactions de condensation, des chaînes se forment par condensation de deux petites molécules. Au cours de la réaction, une petite molécule telle que l eau est formée et éliminée. Tous les polymères thermodurcissables sont des polymères polycondensés. Par exemple: les plastiques à base de formaldéhyde et d époxydes. A Quelques polymères thermoplastiques sont des polymères polycondensés. Ex: les polyamides et le polyéthylènetéréphtalate. Le Nylon appartient à une classe de polymères appelés polyamides formés par polycondensation. Les deux monomères pouvant produire les polyamides 6-6 sont : N O C C C C C C hexane -1,6- diamine (hexaméthylènediamine) C O C C C C C acide hexanedioïque (acide adipique) O N O PROJET TROIS 1 Ecrivez la formule moléculaire de chacun des 2 Représentez le dimère. monomères sous la forme : 3 Ecrivez la formule de ce CxyOz et CxyNz dimère sous la forme : Lors de la première étape de la polymérisation, les deux monomères réagissent pour former un dimère. Pendant CxyOzNw cette réaction, une molécule d eau 2 O est produite à partir d un d un des groupes N 2 et d un O d un des groupes COO. Ce tableau présente les principaux plastiques et donne des exemples de leurs usages. Plastiques Usages Polyéthylène à haute densité Poubelles Bouteilles Tuyaux Polyéthylène à basse densité Sacs Sacs-poubelles Flacons souples pour détergents Polypropylène Pots de margarine et Meubles de jardin Téléphones, pareemballages de nourriture chocs de voitures Polystyrène Boîtes genre Tupperware Ordinateurs Cassettes audio et vidéo Chlorure de polyvinyle Flacons pour baxters, Cartes de Chassis de fenêtres, tubes perfusions, transfusions crédit et tuyaux Polyéthylènetéréphtalate Bouteilles de Récipients allant au four Anoraks et remplissages boissons boissons de couettes Polyuréthane Rembourrage pour Semelles de Roues de patins ameublement chaussures de sport Acryliques Tête de robinets Lunettes de protection Verres de feux de voiture Polycarbonates CD Phares avant de voitures Casques de pompiers

PROJET QUATRE 1 Trouvez d autres renseignements sur les divers usages des plastiques, et proposez une propriété du polyéthylène - téréphtalate qui justifie son utilisation. 2 Selon vous, quelles sont les particularités du polypropylène, s il est utilisé comme emballage pour des aliments tels que les biscuits ou les chips? 3 Dans le tableau de la page précédente, considérez les usages des deux variétés de polyéthylène. Faites une liste des principales différences de propriétés, sur base des divers objets fabriqués. 4 Les objets ci-dessous sont tous à base de polyéthylène: jouets tuyaux film emballage plastique gaines d emballages carton réservoirs à essence de voitures revêtements de câbles électriques Quels objets sont vraisemblablement à base de polyéthylène haute densité, et lesquels à base de polyéthylène basse densité? Pourquoi? 5 Mettez au point une méthode pour tester l efficacité du plastique utilisé pour les emballages de biscuits sur le plan de l imperméabilité. Explicitez les propriétés que vous souhaitez tester. Les matières plastiques possèdent une large gamme de propriétés. Certaines résistent à une haute pression et à des températures extrêmes ; d autres résistent à l air et à l humidité. Il y a différentes variétés d un même type de plastique de base : rigide ou flexible et parfaitement adaptable à des applications spécifiques. Les propriétés des matières plastiques peuvent aussi être adaptées par l utilisation d additifs (voir fiche 4). Les polymères sont transformés en objets plastiques selon divers procédés de mise en œuvre décrits ci-contre : Une unité de transformation des matières plastiques comprend : une trémie d alimentation ; une ou plusieurs vis sans fin qui échauffent et plastifient par friction des poudres ou granulés ; une filière qui détermine le profil de la matière ou un moule qui imprime la forme de l objet. 1 L injection Le plastique est tout d abord chauffé, puis le polymère fondu est forcé sous pression à l intérieur d un moule froid et fermé. (récipients, couvercles, chaussures, caisses, roues dentées, ). 2 Moulage par compression Le polymère chaud, ramolli, est placé dans un moule chaud ; une pression est appliquée pour lui faire prendre la forme du moule. (les prises de courant et les fiches d appareils électriques, ) 3 Moulage par soufflage Le polymère chaud ramolli est soufflé à l intérieur d un moule au moyen d air comprimé ou de vapeur. (bouteilles, récipients ). 4 Moulage par rotation On fait tourner un moule contenant le polymère fluide jusqu à ce que les parois du moule soient recouvertes d une couche régulière de polymère. Après chauffage, celui-ci est refroidi et solidifié. (objets volumineux et creux tels que poubelles, réservoirs à essence, ). Moulage par extrusiongonflage 5Une gaine plastique de quelques microns d épaisseur est étirée longitudinalement et transversalement et figée par refroidissement à l air, puis mise à plat et scellée ou coupée à dimension. (sacs, films d emballage, ). 6 Extrusion-soufflage de corps creux Les matériaux sont chauffés, comprimés et extrudés au travers d une filière de forme souhaitée. Une gaine de matière (ou paraison) est extrudée et formée à chaud par insufflation d air et plaquée sur les parois d un moule après obturation des extrémités. (bouteilles, récipients, ). 7 Calandrage Le polymère chauffé passe entre deux rouleaux qui le compriment en feuille mince. (revêtements de sol, carreaux, panneaux, plaques, ) http://www.apme.org

4 Les Propriétés des De nos jours, les matières plastiques fournissent une solution économique et respectueuse de l environnement pour de nombreuses applications. Les industries, surtout celles de haute technologie comme l aérospatiale, la médecine, l informatique et les télécommunications, dépendent de la mise au point de nouvelles matières plastiques pour améliorer leur technologie et leur conception. Les plastiques sont souvent supérieurs aux autres types de matériaux dans ces domaines. Nombre de nouveaux développements seraient en vérité irréalisables sans eux. Pensez par exemple aux vêtements que nous portons, aux maisons dans lesquelles nous habitons et à nos moyens de transport. Il en va de même des jouets avec lesquels nous jouons, lorsque nous regardons la télévision, utilisons nos ordinateurs ou écoutons nos CD. Que nous fassions nos courses dans un supermarché, que nous devions subir une importante intervention chirurgicale ou que nous nous brossions tout simplement les dents, les matériaux plastiques font partie intégrante de notre vie. Sans danger, PROJET UN hygiéniques 1 Les plastiques ne sont généralement pas conducteurs de l électricité. Pensez à toutes les diverses applications de cette propriété, à la maison ou au travail. 2 Beaucoup de plastiques utilisés pour emballer les aliments sont transparents. Comment cela rend-il les aliments plus sûrs? Pensez aux modes de prolifération des micro-organismes. Pourquoi les plastiques sont-ils utilisés si couramment? C est parce qu ils sont : sans danger, hygiéniques résistants et durables légers, bon marché et pratiques isolants adaptables réutilisables innovants en matière de structure 3 Les plastiques sont très utilisés en milieu hospitalier. Regardez cette illustration. Quels sont les avantages des plastiques dans ces cas précis? Pensez aux avantages découlant des coûts réduits de production. 4 Les plastiques ne se brisent pas, ne rouillent pas. Signalez des objets en plastique qui pourraient présenter un risque pour les personnes ou les animaux quand ils sont mal utilisés? 5 Certains plastiques peuvent supporter des températures très élevées, à quoi cela peut-il être utile? 6 La plupart des plastiques sont imperméables et résistent à l attaque des produits chimiques. Comment ces propriétés peuvent-elles nous rendre service?

Résistants et durables PROJET DEUX 1 Environ 30 à 50 % de la nourriture produite dans les pays en voie de développement sont gaspillés avant d atteindre le consommateur, contre 2 à 3 % en Europe occidentale. Les emballages plastiques modernes y sont pour quelque chose. Quels autres facteurs pourraient être responsables de cet écart important? 2 Regardez autour de vous. Trouvez des exemples (à la maison, dans la cuisine, dans la salle de bains, ou dans le commerce) où les plastiques s avèrent des moyens de protection efficace. 3 En poids, les matières plastiques représentent environ 50 % des emballages de la nourriture vendue dans les supermarchés, le poids des matières plastiques ne représentant toutefois que 17 % des déchets d emballage. Regardez ces dessins et pensez à vos propres achats alimentaires. Faites une liste des différents types d emballage. En particulier, pensez à des exemples où l emballage est utilisé comme moyen de protection. 4 L emballage à bulles est très utilisé pour protéger les objets délicats comme la vaisselle. Quelle est son efficacité? Quel degré de protection donnerait-il à un œuf? 5 Concevez une expérience qui mesure l efficacité de la protection d un œuf dur en fonction de la quantité d emballage-bulles utilisée. Commencez par réfléchir aux moyens de réaliser cette expérience.

Légers et pratiques PROJET TROIS 1 Essayez d expliquer pourquoi l usage de bouteilles en plastique peut signifier une économie importante des coûts d exploitation dans un avion. 2 Que devriez-vous savoir d autre sur les bouteilles en plastique avant de dire que l économie est réelle. Expliquez ce qui pourrait faire varier cette économie. 3 Quand vous devez faire un choix entre un sac en plastique et un sac en papier, lequel choisissez-vous? Pourquoi? Faites une liste comparative des avantages des sacs en plastique et en papier pour contenir fruits et légumes. 4 Comparez la masse des sacs en plastique et des sacs en papier utilisés pour porter fruits et légumes. Fixez d abord les critères d objectivité du test. 5 Vos résultats obtenus, discutez des conséquences sur la masse de l emballage utilisé si nous devions tout le temps utiliser des sacs en papier. 6 Comparez les masses d une boisson non alcoolisée contenue dans un récipient en plastique, en verre, en métal et en carton. Prenez note de la masse de la boisson tout emballée, et de la masse du liquide contenu. Faites un diagramme montrant quelle proportion de la masse du produit est prise par l emballage lui-même. 7 Considérez un litre d une boisson contenue dans du verre et le même volume contenu dans du plastique. Discutez des différences de consommation d énergie quand la boisson est transportée : de l usine à l entrepôt, de l entrepôt à la réserve du magasin, de la réserve du magasin à ses rayons, des rayons à la caisse, puis à la maison et au placard. 8 Comparez les emballages de boissons en carton et en métal avec les emballages en plastique en ce qui concerne la consommation d énergie lors du transport. Présentent-ils des similitudes avec les emballages en verre ou en plastique? Pourquoi? 9 Comparez une fois de plus les quatre matières. Pouvez-vous trouver d autres avantages et inconvénients pour chaque matière? 10 Maintenant résumez les avantages et les inconvénients de l utilisation des plastiques dans l emballage. Pensez aux économies d énergie, à la quantité nécessaire de matières premières, aux problèmes d environnement comme la pollution et les déchets, et aux conséquences dans notre vie.

Isolants PROJET QUATRE 1 Les plastiques sont de plus en plus utilisés pour confectionner des tasses et des gobelets. Vous savez que les différentes matières plastiques sont plus ou moins conductrices de la chaleur. Concevez une expérience afin de déterminer comment la matière utilisée agit sur la vitesse avec laquelle le contenu de la tasse se refroidit. Essayez d utiliser des gobelets en polystyrène expansé, en verre et en carton. Vous aurez besoin de gobelets, d un thermomètre et d une montre ou d un chronomètre. Discutez des conditions permettant d établir une comparaison valable. 2 Les plastiques sont normalement mauvais conducteurs de l électricité. Regardez chez vous et faites une liste des différentes utilisations des plastiques dans des appareils électriques. En examinant le passé, certains de ces objets avaient-ils déjà été fabriqués à l aide d autres matériaux? Adaptables Les propriétés des plastiques courants diffèrent de celles des polymères de base. Un grand choix d additifs est utilisé pour donner aux plastiques les propriétés requises. Ils deviennent alors des produits sur mesure. Les additifs utilisés sont : Les pigments incorporés aux plastiques pour les colorer. Les agents renforçants qui améliorent la résistance au choc afin que les plastiques ne se fendillent pas ou ne se cassent pas s ils subissent un choc. Les agents anti-statiques qui réduisent la quantité de poussières et de saletés adhérant au plastique, en raison de l électricité statique. Les absorbeurs d UV qui protègent d altérations causées par les ultraviolets. Les substances ignifuges qui réduisent l inflammabilité. Les charges minérales qui augmentent la rigidité et améliorent l isolation électrique. On utilise des matières inertes comme le talc, la craie ou l argile. Agents gonflants qui se décomposent à de hautes températures (supérieures à 200 C) en libérant des gaz tels que de l azote ou du dioxyde de carbone. Une mousse se forme dans un moule quand cette libération s effectue à l intérieur d un plastique. Antioxydants largement utilisés dans le but de prolonger la durée de vie des matières plastiques en empêchant les réactions de celles-ci avec l oxygène et la rupture des chaînes de polymère.

Réutilisables Aujourd hui chacun se rend compte de la nécessité d agir de manière plus responsable afin de garantir l avenir de notre environnement c est ce qu on appelle le développement durable. Cela signifie agir d une manière qui ne limite pas le choix des options économiques, sociales et environnementales disponibles pour les générations futures. S assurer que nous utilisons nos précieuses ressources de manière judicieuse est une considération importante pour nous tous. Le recyclage est un moyen d atteindre cet objectif. Mais tout d abord nous devons nous assurer que nous consommons le moins de ressources naturelles possibles dans la production. Les matières plastiques tirent le meilleur parti des ressources naturelles en utilisant une quantité minimale de matières premières et d énergie au cours des processus de fabrication et de traitement. Les matières plastiques ne consomment qu une petite fraction 4 % du pétrole mondial. À l heure actuelle, les plastiques sont plus légers, plus résistants et plus polyvalents que jamais grâce à de constantes innovations technologiques. Cela signifie donc une utilisation proportionnellement moins importante de pétrole mondial et des ressources énergétiques avec un impact global moindre sur l environnement. PROJET CINQ 1 Pensez aux plastiques utilisés chez vous. Combien sont réutilisés, et pour quoi faire? Combien sont jetés - et de quelle manière? Lesquels sont réutilisés et lesquels jette-t-on? Pourquoi? Caractère innovant en matière de structure Tout au long de leur histoire, les matières plastiques ont permis aux concepteurs d innover, d améliorer les produits existants et de créer de nouveaux produits qui améliorent notre qualité de vie tout en minimisant l impact sur l environnement. Dans tous les aspects de notre vie, nous avons tiré bénéfice de ces innovations. Par exemple, l amélioration des performances des équipements sportifs grâce aux matériaux plastiques a permis aux athlètes de s imposer des performances toujours plus exigeantes. En médecine, les matières plastiques fournissent non seulement une alternative aux matériaux traditionnels pour la fabrication de vêtements et de produits améliorant l hygiène et la sécurité, mais ils permettent également d importants développements en matière de microchirurgie. Les emballages en plastique ont permis d améliorer de manière significative le confort d achat de nourriture pour les personnes seules grâce aux emballages de plats préparés pour four à micro-ondes. Par ailleurs, l utilisation de films absorbeurs d oxygène a permis de prolonger la durée de conservation des aliments frais emballés. Enfin, les recharges de détergents ont sensiblement réduit le rapport emballage/produit sur les étalages des magasins. Les matières plastiques ont contribué à améliorer le confort, la sécurité et le http://www.apme.org rendement énergétique de nombreux types de transports, depuis les voitures et les vélos jusqu aux avions et aux trains. Offrant une alternative de légèreté vis-àvis des matériaux traditionnels, les matières plastiques permettent d économiser les ressources naturelles lors du processus de fabrication, contribuent à la réduction de la consommation de carburant et finalement limitent l impact sur l environnement. Les plastiques ont également joué un rôle crucial dans le développement de la technologie des voitures électriques et des innovations telles que les airbags dans les voitures ou le profil des trains à grande vitesse comme Eurostar. Les télécommunications ont également été complètement transformées grâce à l utilisation des matières plastiques. Avec les téléphones portables, les ordinateurs de poche, Internet et la technologie numérique, nous pouvons accéder à l information plus facilement et contacter d autres personnes tout en nous déplaçant. On estime que l utilisation d Internet continuera de croître à raison de plus de 300 pour cent par an. Bien que les fibres optiques polymères existent depuis 30 ans, leur utilisation a augmenté de manière exponentielle avec la demande pour des systèmes de communication plus rentables. Une chose est certaine, le rythme des innovations augmente. Les concepteurs de chaque industrie expérimentent les diverses possibilités offertes par les matériaux plastiques. En l absence de polymères permettant de répondre aux besoins des concepteurs, les chercheurs tentent de mettre au point de nouveaux types de matières plastiques. Les piles en plastique, les polymères luminescents et les écrans d ordinateur déroulables peuvent encore frapper notre imagination, mais ils pourraient toutefois se retrouver dans les magasins dans un proche avenir. Matériaux plastiques : Imaginez le potentiel!

5 Préserver notre planète pour les générations Aujourd hui, nous sommes tous de plus en plus conscients de la nécessité d adopter un comportement plus responsable, afin de préserver notre planète pour les générations futures. Les gouvernements et de nombreuses industries expliquent que leur engagement consiste à agir de façon à ne pas réduire l éventail des choix environnementaux, sociaux et économiques que nous laisserons à nos petits enfants. Cette mission s appelle le développement durable. Toutes les industries ont un rôle clé à jouer dans ce cadre. Les plastiques et l industrie du plastique, pour leur part, contribuent au développement durable des manières suivantes : Protection de l environnement : l industrie des plastiques cherche en permanence à contribuer à la préservation de ressources telles que le pétrole et les autres énergies fossiles, l eau et même la nourriture. Elle veut faire plus avec moins. Développement économique : elle apporte de la valeur à la société en contribuant à l emploi et en créant des richesses (elle regroupe plus d un million de salariés en Europe). Progrès social : les plastiques jouent un rôle primordial dans les technologies et les produits innovants qui permettent d améliorer le niveau de vie, les services de santé et l éducation, pour une population sans cesse croissante. Cette fiche montre comment les plastiques contribuent à protéger l environnement afin de nous aider tous à promouvoir le développement durable. Vous pouvez vous reporter aux fiches 4, 6 et 7 pour vous aider dans certaines des activités ci-dessous. Faire plus avec moins L association écologique Greenpeace pose souvent la question suivante : Pourquoi PROJET UN 1 Donnez trois exemples de comportements en faveur du développement durable qui n existaient pas dans les années 60 et 70, comme consommer moins d énergie qu auparavant ou utiliser les ressources plus efficacement. Quels bénéfices ces efforts apportent-ils? utilisons-nous ces matériaux priorité, et sont-ils vraiment nécessaires? Cette question est un bon point de départ. Tous les produits sont fabriqués à partir de matière première. La plupart des plastiques sont fabriqués à partir de pétrole brut, qui est une ressource rare et chère. Toutefois, seule une petite partie de la production totale de pétrole est utilisée à cet effet : seulement 4% pour l ensemble des produits en matières plastiques. De plus, alors que la production et l utilisation du plastique ne cessent de croître, la quantité de pétrole consommée à cet effet augmente quant à elle moins rapidement. Ceci résulte des évolutions technologiques permanentes qui permettent d alléger le plastique tout en le rendant plus résistant et plus adaptable. Divers 5% Plastiques 4% Autres produits pétrochimiques 4% Ces évolutions permettent non seulement d élargir l éventail des applications des plastiques, mais aussi d utiliser moins de pétrole et de ressources énergétiques pour la fabrication d un même produit, minimisant ainsi l impact sur l environnement. Evaluer l impact sur l environnement Tous les produits que nous utilisons, qu ils soient en bois, en verre, en plastique ou en métal, ont un impact sur l environnement à chaque étape de leur cycle de vie (consommation de matières premières, fabrication, utilisation et disposition des déchets). Energie, électricité et chauffage 42% Transport 45%

Consommation Cycle de vie d un plastique Emissions Énergie Matières premières Les conséquences pour l environnement peuvent être multiples : le réchauffement de la planète, la diminution de nos réserves de ressources naturelles et les déchets. Il est impossible de prendre des décisions favorables à l environnement sans tenir compte de tous ces facteurs. Pour cela, il faut mener des études adaptées qui prennent en compte chaque étape du cycle de vie d un produit, comme nous l expliquons ici. Au moment où l industrie européenne du traitement des déchets met tout en œuvre pour atteindre les objectifs de recyclage fixés par l Union Européenne (voire fiche 6), il est important de garder à l esprit le but ultime de tous ces efforts : utiliser les ressources de façon efficace afin de les préserver pour les générations futures. Dans certains cas, le développement de nouveaux produits et de nouvelles technologies des plastiques permet de réduire la quantité de matière première utilisée lors de leur fabrication et de Extraction des matières premières Fabrication, transformation Distribution et transportation Utilisation/ Réutilisation Valorisation Autres moyens de gérer les déchets Effluents aqueux Emissions en suspension dans l air Déchets solides Produits Énergie Électricité Chaleur minimiser l impact sur l environnement lors de leur utilisation. Ces produits s avèrent parfois difficiles à collecter et à trier. Ils ne sont donc pas recyclables, mais présentent pourtant plus PROJET DEUX d avantages écologiques et économiques. Par exemple, les films plastiques légers nécessitent moins de matière première que les emballages plastiques traditionnels et sont plus légers à transporter, de sorte qu ils réduisent la consommation de carburant et les émissions de gaz. Mais, en fin de vie, les films plastiques sont le plus souvent souillés et difficiles à séparer des déchets ménagers, ce qui rend leur recyclage malaisé. En procédant à une analyse du cycle de vie d un produit, il est possible de déterminer l impact environnemental global de celui-ci, depuis sa production jusqu à son passage à l état de déchet. Economies lors du cycle de vie Réduction de la quantité de matière première utilisée Le développement de nouveaux polymères et de nouvelles technologies a considérablement réduit la quantité de matière première nécessaire à l emballage d un produit donné. Dans le cas du pain par exemple, un supermarché a réduit de 23% ses besoins en étiquettes et en matériaux d emballage en imprimant directement l information sur l emballage plastique. Réduction de la consommation de carburant et des émissions de gaz La réduction de la quantité de matière utilisée dans un produit a un impact 1 Pensez à un objet en plastique que vous pourriez trouver chez vous ou dans votre classe. En utilisant le diagramme d évolution comme modèle, évaluez l impact environnemental de cet objet tout au long de son cycle de vie. Utilisez ces idées pour dessiner votre propre diagramme d évolution. Commencez en faisant un brouillon sommaire, puis comparez vos notes avec celles des autres élèves de votre groupe. Ajoutez, si nécessaire, des éléments complémentaires à votre brouillon avant de mettre au propre votre diagramme final. Vous pouvez, si vous le désirez, ajouter des illustrations. Veillez à utiliser les mots suivants : matière première énergie fabrication distribution du produit utilisation par le consommateur réutilisation mise à la poubelle combustion avec récupération d énergie recyclage traitement chimique décharge

PROJET TROIS 1 Trouvez un exemple d objet fabriqué aujourd hui avec moins de matière que dans le passé. L objet fonctionne-t-il mieux, moins bien ou tout aussi bien? Pensez-vous que l utilisation de moins de matière pour la fabrication de cet objet entraîne des économies d énergie? Justifiez votre réponse. direct sur le poids des chargements transportés. Par exemple, la réduction de la quantité d emballage permet de transporter - par camion ou par train - plus de produits et moins d emballages, ce qui réduit les émissions de gaz, la consommation de carburant et les coûts de transport. Les détergents en poudre sont maintenant vendus dans des poches plastiques qui utilisent 90% de matière en moins qu un bidon d une contenance équivalente. Les améliorations du design et des technologies dans le secteur automobile ont considérablement réduit la consommation de carburant. Entre 1974 et 1988, elle a chuté de 14% en moyenne en Europe pour 18 modèles de voitures. Les plastiques ont contribué, pour plus de la moitié, aux économies induites par l allègement des véhicules et les améliorations aérodynamiques, car ils sont particulièrement adaptés aux techniques de moulage. Minimiser l impact et maximiser la valorisation en fin de vie Lorsque nous pensons aux déchets, la première idée qui nous vient à l esprit est la préservation des ressources. Pourtant, nous devrions nous poser une autre question importante avant de penser aux déchets, à leur recyclage ou à leur mise en décharge : est-il possible d empêcher qu un produit ne devienne un déchet, soit en réduisant la quantité de matière utilisée pour sa fabrication, soit en allongeant la durée de vie de l objet en question par sa réutilisation? Par exemple, une importante chaîne de supermarchés a encouragé les consommateurs à ramener les sacs en plastique au magasin, afin qu ils soient réutilisés. Les sacs étaient en effet consignés. Grâce à cette opération, la chaîne de supermarchés a réduit sa consommation de nouveaux sacs en plastique de 60 millions d unités en un an et a économisé 1000 tonnes de plastique. Le développement durable et les moyens d y contribuer dans notre vie de tous les jours. Mieux utiliser les transports L impact sur l environnement varie en fonction des modes de transport. Par exemple, si tout le monde allait au collège en bus au lieu de se faire accompagner en voiture, la consommation de carburant et les émissions de gaz seraient moins importantes. Cette solution n est pas toujours pratique, mais nous devrions tous encourager ce type de comportements. Les plastiques ont grandement contribué à l efficacité énergétique des transports car ils sont légers et réduisent le poids des véhicules. Cet allègement peut être obtenu grâce à des choix de conception simples, permettant d utiliser le plastique à la place de matériaux plus lourds et de développer des innovations technologiques. Par exemple, grâce aux plastiques, il a été possible de fabriquer un élément d une seule pièce, d une taille aussi impressionnante que celle d un wagon. Fabriqué en Suisse, il présente quatre avantages principaux : il est plus rapide à produire, est 25% plus léger que les wagons traditionnels et requiert moins de matière vierge et d énergie pour sa fabrication. Grâce à sa légèreté, il faut moins d énergie pour le tracter et la mécanique de la locomotive est moins sollicitée. Par ailleurs, les roues et les rails ainsi que les matériaux en plastique ne rouillent pas. Si nous nous projetons encore plus loin dans l avenir, certains prévoient que des véhicules ultra-légers seront fabriqués en plastique, y compris certaines parties du moteur, comme la transmission et l essieu. La voiture ainsi produite, qui pèserait 500 kg, induirait d importantes économies de carburant et serait moins lourde que les passagers et les bagages qu elle transporterait, tout en répondant à toutes les normes de sécurité. PROJET QUATRE 1 Etudiez les différents moyens de transport que les élèves de votre classe utilisent pour se rendre à l école. Faites la liste des éléments de ces véhicules qui sont fabriqués en plastique, par exemple les sièges de voiture ou les gardeboue de bicyclette. Pour chaque exemple, quel matériau de substitution pourrait-on utiliser, comme le cuir ou le métal? Pouvez-vous décrire les avantages et les inconvénients de l utilisation du plastique en termes de fonctionnement, d impact sur l environnement ou de coût?

Concevoir des constructions durables Il existe beaucoup d exemples de matériaux de construction et d équipements pour lesquels les plastiques ont remplacé les matières traditionnelles en raison des avantages qu ils présentent en termes de solidité, de durabilité, de légèreté, d isolation, de réduction des coûts, d impact sur l environnement, de résistance à la corrosion et, d esthétique. Parmi ces différents équipements, on trouve les châssis de fenêtres, les tuyaux et les isolants. Les plastiques contribuent aux constructions durables de différentes manières : Efficacité énergétique : il s agit d une préoccupation essentielle dans les édifices modernes, à laquelle les plastiques peuvent contribuer positivement dans les édifices modernes. Dans les pays du nord de l Europe, le chauffage domestique représente près d un quart de la consommation totale d énergie. Grâce aux propriétés isolantes des plastiques, cette consommation est et peut encore être considérablement réduite. Les études montrent que 50 kilos de mousse en plastique utilisés pour isoler une maison permettent d économiser 3 700 litres de mazout de chauffage sur une période de 25 ans, ce qui correspond à une moyenne de 150 litres par an. On estime que, depuis la crise pétrolière de 1970, l utilisation de mousse dans la construction a permis d économiser l équivalent de plus de 22 milliards de litres de pétrole. L impact sur l environnement : dans les pays du sud de l Europe, de plus en plus de logements sont équipés de systèmes de chauffage à panneaux solaires, qui transforment l énergie solaire en chaleur. Le plastique est une composante essentielle des équipements de chauffage solaire. Si le plastique peut contribuer à chauffer les édifices, il peut tout autant également contribuer à les rafraîchir. Deux polymères intelligents sont actuellement développés dans le but de tour à tour produire et prévenir un surcroît de chaleur dans les PROJET CINQ 1 Selon vous, qu est-ce qu un polymère intelligent (voir ci-dessus)? Décrivez un polymère intelligent imaginaire et les utilisations que l on pourrait en faire. Quels avantages environnementaux et fonctionnels les logements préfabriqués présentent-ils par rapport aux constructions traditionnelles? Pensez aux différents éléments que l on trouve sur un chantier de construction traditionnel, par exemple les briques, les poutres, les châssis de fenêtres, le verre. édifices. Ces matériaux sont transparents lorsqu ils sont à la température ambiante de la pièce, mais deviennent opaques lorsqu ils sont exposés aux puissants rayons du soleil. Ils reflètent ainsi la lumière et empêchent le bâtiment de trop se réchauffer, offrant une alternative aux volets et à l air conditionné. Le logement provisoire : aujourd hui, la population urbaine dépasse en nombre la population mondiale totale du début du siècle. Par ailleurs, l accroissement de la population n a jamais été aussi important. Il devient donc de plus en plus difficile de répondre à la demande de logements. Or, les progrès de la technique et du design des plastiques permettent de développer des systèmes de logement à coûts réduits, faciles et rapides à construire sous tous les climats, et répondant aux normes sismiques. L exploration de l espace est la source d inspiration de certains de ces développements. Par exemple, une des solutions étudiées pour les zones habitables de la Station Spatiale Internationale est un module léger et gonflable. Ce module, dont le concept s inspire des combinaisons spatiales, est une structure multicouche résistant aux crevaisons et pouvant abriter quatre à six spationautes. http://www.apme.org

6 Gestion des Quel que soit le matériau, même après réduction à la source et réutilisation, il restera toujours des déchets. Etant donné que la demande de plastique ne cesse d augmenter, le défi consiste à trouver les moyens d assurer leur valorisation optimale afin d éviter la perte de ressources lorsque l objet ou l emballage arrive en fin de vie. Le meilleur moyen consiste à combiner les différentes techniques de valorisation existantes afin d optimiser le rapport entre les avantages et les inconvénients pour l environnement. Il existe trois modes principaux de traitement des déchets plastiques : Recyclage Le recyclage est préconisé lorsqu il présente des avantages économiques et environnementaux. C est le cas, par exemple, lorsque des quantités importantes de déchets constitués du même plastique peuvent être facilement collectées : films agricoles ou provenant de la grande distribution, caissons de batteries de voiture, bouteilles pour boissons, etc. Les cinq étapes du recyclage des matières plastiques sont : 1 Tri sommaire des déchets par le consommateur. 2 Collecte par les autorités locales ou par une entreprise. 3 Tri par types de plastiques. 4 Nettoyage pour enlever les étiquettes, les salissures et les résidus du contenu. 5 Traitement sous forme de paillettes ou de granulés, qui sont ensuite transformés pour donner de nouveaux produits. Dans l ensemble de l Union Européenne, des objectifs de recyclage ont été fixés dans certains secteurs et les possibilités de développement du recyclage sont étudiées. Par exemple, en ce qui concerne les emballages, les études prédisent qu il est possible d augmenter la valorisation matière pour atteindre une moyenne de 15% en Europe d ici 2006, par rapport à 11% en 1995. Le recyclage peut également être développé dans d autres secteurs tels que l agriculture, l automobile ou la distribution de produits. Il existe toutefois, pour d autres secteurs, un seuil à partir duquel les déchets sont plus difficiles à collecter (par exemple dans le bâtiment et la construction) ou sont composés de différents matériaux qui doivent être séparés (par exemple, les ordinateurs et les équipements électroniques). Différents thermoplastiques se mélangent difficilement lorsqu ils sont chauffés ensemble et les performances de la matière recyclée sont réduites. Certes, il est possible de recycler des plastiques mélangés, mais il est préférable de recycler ensemble les mêmes types de plastiques. Combustible à haute valeur calorifique Après avoir été séparés des autres déchets, les plastiques, dont la valeur calorifique est élevée, sont un excellent substitut aux combustibles fossiles dans des systèmes de production à forte consommation d énergie, tels que les cimenteries. Usines d incinération d ordures ménagères (UIOM) Le plastique permet d améliorer la combustion des déchets et de produire de façon propre et sûre de la chaleur ou de l électricité. Valorisation énergétique Les matières plastiques étant fabriquées à partir de pétrole, elles ont un pouvoir calorifique élevé, comparable, voire supérieur, aux sources d énergie traditionnelles. Cette énergie peut être exploitée grâce à la combustion. Les différents modes de valorisation Recyclage des matières Le recyclage des matières consiste à fabriquer un nouvel objet à partir des déchets plastiques après qu ils aient été traités selon différents procédés. Décharge A terme, seuls les déchets ultimes pourront être mis en décharge Recyclage Après avoir été triés et nettoyés, les plastiques sont régénérés afin de retrouver les résines plastiques qui permettent d obtenir des matières premières secondaires destinées à l industrie du recyclage. Recyclage des matières premières de base La valorisation chimique, ou recyclage des matières premières de base, consiste, par certains traitements appropriés, à redonner les constituants de base, soit les monomères de départ, soit même le produit pétrochimique de base.

PROJET UN Il est important d essayer de trier les différents plastiques en début de recyclage. 1/ 1 Pourquoi les déchets triés par type de plastique auront-ils plus de valeur et d utilité que les déchets mélangés? 2/ 2 Pourquoi sépare-t-on les plastiques foncés des plastiques clairs, même s il s agit de la même matière? 3/ 3 Examinez chez vous les emballages en matières plastiques dans la cuisine ou la salle de bains. Cherchez le code imprimé sur le fond ou à l intérieur du récipient. Faites un tableau montrant quels plastiques sont utilisés pour quels usages. 4/ 4 Notez quand deux plastiques différents sont utilisés pour la fabrication du même objet, par exemple un récipient et son couvercle. Pourquoi différents types de plastiques sont-ils utilisés? Les plastiques les plus répandus ont un code que vous trouverez sur un grand nombre d emballages. Ce système de codage peut être utilisé pour identifier les plastiques lorsqu ils sont triés manuellement. Dans plusieurs pays européens, dont l Allemagne et la France, un système de label appelé le point vert est utilisé pour indiquer que de l argent a été versé au système national de recyclage. Afin de faciliter le recyclage des objets en fin de vie, on incite les fabricants à prendre en compte le recyclage dans le design de leurs produits. Cela passe, entre autres, par l utilisation d une étiquette plus facile à retirer de l emballage, grâce à l emploi d une colle soluble dans l eau. Les plastiques recyclés sont souvent utilisés pour des applications très Polyéthylène tèrèphtalate (PET) Polychloture de vinyle (PVC) Polyéthylène haute densité (PED) différentes de celles des matières vierges. Par exemple, les bouteilles de boissons gazeuses sont recyclées en fibres. Quatre autres méthodes de tri sont également utilisées : analyse des éléments du plastique. Le PVC est facile à identifier grâce à l atome de chlore présent dans la molécule. Des systèmes automatiques existent, par exemple pour identifier et trier différents types de bouteilles en plastique. séparation par densité. Les plastiques sont coupés en paillettes dispersées dans un liquide ; certaines paillettes flottent et d autres non. Ou ils sont séparés dans une centrifugeuse. Polyéthylène basse densité (PEBD) séparation électrostatique. Cette méthode peut s utiliser pour les plastiques porteurs d électricité statique, par exemple le PET et le PVC. dissolution sélective. Les solvants organiques sont utilisés pour dissoudre un ou plusieurs types de polymères qui peuvent alors être filtrés, isolés et re-solidifiés. PROJET DEUX 1 La densité du polypropylène est de 0,91. La densité du polystyrène est de 1,05. Quelle devrait être la densité du liquide utilisé si l on veut être sûr que le polypropylène flotte et que le polystyrène coule? 2 Le polyéthylène téréphtalate a une densité de 1,35. Quelle devrait être la densité du liquide utilisé pour séparer le polyéthylène téréphtalate du polystyrène? 3 Désormais, le critère de facilité de séparation est pris en compte au niveau de la conception des matières plastiques. Quelles sont les règles de conception que vous recommanderiez? Pensez à la densité, aux couleurs, aux encres, aux étiquettes. 4 Le recyclage est une décision logique, mais uniquement s il existe une demande de matériaux recyclés en rapport avec l offre. Si la demande est nettement inférieure à l offre, qu adviendra-t-il? du prix payé pour la matière recyclée de la quantité de matière recyclée en stock des coûts du procédé de la rentabilité du procédé 5 S il existe une grande différence entre l offre et la demande, la quantité de déchets collectés devra être réduite. Quel effet cela pourrait-il avoir sur l opinion publique et sur la nécessité de recycler? Polypropylène (PP) Polystyrène (PS) Autres

Le recyclage des matières premières de base (valorisation chimique) L industrie des plastiques effectue des recherches sur le potentiel des nouvelles technologies de recyclage. La valorisation chimique, principalement utilisée pour les déchets faits de plastiques mélangés, est actuellement employée uniquement en Allemagne, mais des investissements sont à l étude dans d autres pays. Il reste beaucoup de choses à apprendre concernant la viabilité potentielle de cette technologie, afin de déterminer si elle offrira la possibilité de développer le recyclage dans l avenir. Collecte et tri Transformation des déchets plastiques en granulés Recyclage chimique en matière première Matières premières de base Recyclage en plastique d origine ou en matières utilisées pour de nouveaux produits pétrochimiques Il existe 4 modes principaux de recyclage chimique : Pyrolyse Les déchets plastiques sont chauffés sous vide et produisent un mélange d hydrocarbures gazeux et liquides, utilisables ultérieurement dans les raffineries. ydrogénation Les déchets plastiques sont chauffés en présence d hydrogène, ce qui craque les polymères en hydrocarbures liquides. Gazéification Les déchets plastiques sont chauffés en présence d air et produisent un mélange de monoxyde de carbone et d hydrogène, utilisé pour de nouvelles matières premières comme le méthanol. Chimiolyse Certains plastiques peuvent être traités chimiquement et transformés en matières premières servant à fabriquer le même plastique. kcal 15000 12500 10000 7500 5000 2500 PROJET TROIS 1 Résumez ces procédés dans un schéma fléché de fonctionnement. Veillez à bien distinguer les différentes étapes et prêtez attention à l utilité des quatre produits finals. 2 Quels sont les autres facteurs à prendre en compte avant de savoir quels procédés présentent réellement un avantage? Pensez aux coûts. L énergie provenant des déchets Le recyclage matière et la valorisation chimique ne sont pas les deux seuls modes de valorisation. Les déchets de matières plastiques ont une valeur calorifique élevée, équivalente à celle du charbon ou du pétrole, qui peut être exploitée en toute sécurité et sans polluer par combustion pour générer de l énergie (chaleur et/ou électricité). Il existe trois grands types d installations de récupération de l énergie à partir des déchets plastiques : la combustion de déchets ménagers dans un incinérateur ou l utilisation des plastiques comme combustible, le plus souvent en combinaison avec des carburants fossiles traditionnels dans un processus de fabrication ou une centrale électrique. Des déchets de plastiques mélangés pré-triés ont, par exemple, été utilisés de façon efficace comme substitut du charbon dans des industries à haute consommation d énergie telles que les cimenteries. Dans les usines d incinération des déchets, les plastiques représentent seulement 8% des déchets et contribuent à hauteur de 30% à la production d énergie calorifique. Une des principales préoccupations liées à la combustion, ce sont les Ce schéma indique l équivalent du contenu d énergie calorifique de 1kg de charbon, de gasoil et de plastique. émissions de dioxine. La dioxine est un terme générique qui englobe une famille de produits chimiques composée de 75 dioxines et 135 composés appelés furanes. Un très petit nombre de ces produits sont toxiques, même si leur degré de toxicité peut varier considérablement. Les dioxines sont des sous-produits indésirables qui se forment, dans un certain nombre de combustions et de processus de fabrication, en présence de carbone, d oxygène, d hydrogène, de chlore et de chaleur. Elles peuvent aussi apparaître dans la nature lors d incendies de forêt, être émises par des volcans et même se former au cours de la décomposition des déchets végétaux. Les émissions des dioxines résultant de la combustion des déchets ont été méticuleusement contrôlées et de nombreuses recherches ont été entreprises afin de les réduire et de respecter ainsi les exigences de sécurité les plus contraignantes. La législation européenne prévoit que, d ici 2005, l incinération des déchets domestiques et hospitaliers ne représentera plus que 11 grammes par an (0,3% de l ensemble des émissions de dioxine). Déjà, dans toute l Europe, plus de 2,6 millions de tonnes de déchets de matières plastiques sont brûlées tous les jours en remplacement des combustibles fossiles pour produire de la chaleur et/ou de l électricité. La combustion est effectuée dans des incinérateurs spécialisés ou des cimenteries où les émissions sont surveillées de très près et limitées au maximum. En ce qui concerne le recyclage matière, il faut évidemment équilibrer l offre et la demande. Il est inutile de collecter des matières à recycler s il n est pas possible de recycler ces matières dans des produits, et ce dans des conditions économiques et environnementales acceptables. Il faut aussi prendre en compte d autres méthodes de traitement des déchets.

PROJET QUATRE 1 Lisez les informations suivantes et résumez-les sous forme de panneau. 2,6 tonnes de déchets domestiques ont la même valeur énergétique qu une tonne de charbon. Une augmentation de 10% de la quantité de déchets incinérés permettrait d économiser plus de 2 millions de tonnes de charbon. La Suède récupère déjà l énergie de 33% des plastiques trouvés dans les déchets domestiques. Ce chiffre est de 56% au Danemark et de 55% en Suisse. Si les déchets européens étaient incinérés et leur énergie thermique récupérée, ils pourraient couvrir 5% de nos besoins énergétiques domestiques et diminuer de moitié nos importations de charbon. 2 Le tableau ci-dessous montre ce que l on fait des déchets plastiques en Europe : Quantités (milliers de tonnes) 1994 1995 1996 1997 Ensemble des déchets plastiques 17505 16871 17454 Valorisation matière 1057 1222 1440 Valorisation chimique 51 99 251 334 Energie récupérée 2348 2698 2496 2575 Total des plastiques récupérés 4019 4067 4349 % total des déchets plastiques récupérés 20% 25% 24% Complétez ce tableau en calculant les données manquantes. Que devrions-nous faire? Recycler les plastiques en matériaux? Les recycler en produits chimiques utilisables à nouveau? Produire de l énergie en les incinérant? La solution est probablement d employer les trois méthodes, tout en choisissant la combinaison optimale. L option choisie dépend de circonstances spécifiques. Par exemple : de quel secteur les déchets proviennent-ils? Comment sont-ils collectés? Quelles sont les méthodes de tri et de sélection disponibles? Existe-t-il une demande pour les matières recyclées, pour les matières de base ou pour des substituts du mazout? Il est possible de réaliser des études qui évaluent l impact sur l environnement du recyclage ou des options de traitement des déchets choisies. En fait, de telles études peuvent être faites sur l ensemble du cycle de vie des produits en plastique et peuvent aider à choisir, lors de l étape de conception, la méthode la mieux adaptée. Décharges Dans certaines parties d Europe où l on ne peut pas incinérer les déchets pour utiliser leur énergie, ceux-ci sont enlevés et transportés vers des lieux de stockage. La mise en décharge représente un gaspillage de ressources, c est la raison pour laquelle l industrie des plastiques s engage à maximiser la combinaison des différents modes de valorisation, afin d éviter au maximum la mise en décharge de déchets plastiques. Dans le passé, les lieux de stockage ont souvent été situés dans des carrières abandonnées, que l on pouvait remplir de déchets solides, ce qui permettait en même temps de réhabiliter le paysage et de remettre la terre en état. Les décharges contiennent de la matière organique - en général plus de 50% de la masse totale des déchets. C est la raison pour laquelle les décharges fonctionnent comme de gigantesques tas de compost, dans lesquels les matières telles que le papier, la nourriture et les fibres naturelles se décomposent lentement grâce à l activité bactérienne. Les décharges modernes peuvent contenir plusieurs millions de tonnes de matière, 1000 tonnes venant s y ajouter chaque jour. Les décharges créent deux effluents, l un liquide, l autre gazeux. L effluent liquide est une sorte de concentré d eaux usées qui doit être contenu sur le lieu de stockage, car il peut contaminer les nappes d eau souterraines. Pour que cela n arrive pas, le fond de la décharge est souvent tapissé de glaise ou de plastique. L effluent gazeux, un mélange de gaz carbonique et de méthane (qui peut être explosif s il n est pas contrôlé), participe au réchauffement de la planète. Il existe un certain nombre de lieux de stockage où ce gaz est aujourd hui http://www.apme.org récupéré et utilisé pour produire de l électricité ou de la chaleur. Il est aujourd hui admis que la mise en décharge n est pas un mode de gestion des déchets viable sur le long terme. Afin d encourager les fabricants à concevoir des produits qui exploitent au mieux les ressources tout au long de leur cycle de vie et afin de rendre les modes de valorisation plus attractifs, on a donc augmenté le coût de la mise en décharge. Dégradabilité Il existe des plastiques dégradables, qui peuvent être décomposés soit par la lumière soit par les bactéries ; ils ne sont toutefois pas encore très employés. De tels plastiques ne représentent pas une solution simple à la gestion des déchets, car ils prennent de nombreuses années à se dégrader complètement et peuvent induire une perte de ressources qui pourraient être valorisées autrement pour avoir une deuxième vie. Cependant, ils ont certaines applications dans les domaines de la médecine (ex. : les sutures bioassimilables et autres produits bio) et de l agriculture (ex. : film améliorant la croissance des plantes). Cette fiche a présenté les trois options principales pour traiter les déchets plastiques : Le recyclage L incinération avec récupération d énergie La mise en décharge Aujourd hui, tous ces procédés sont utilisés en Europe à des degrés divers. Le procédé prédominant peut varier selon les époques en fonction des différents avantages qu il présente. Ainsi, la variation du prix du pétrole sur le marché international peut affecter la valeur des matières premières pour la fabrication des plastiques vierges et donc l incitation au recyclage. PROJET CINQ 1 Faites un tableau présentant les avantages et les inconvénients du recyclage de la récupération d énergie par combustion Pensez aux coûts du transport, aux émissions, à l effet sur d autres ressources, à l emploi des terres.

7 Opbevaring og distribution af vand Vi bor på en blå planet, hvor 2/3 af overfladen er dækket med vand. Det meste vand på Jorden er for salt til at bruges til andet end at sejle i. Et problem, der skal løses Kun 3,5 % af planetens overfladevand er fersk, og det meste af dét er frossent på polerne. Kun 0,01 % - svarende til en dråbe i hver spandfuld - er egnet til drikkevand og findes i vandløb, floder, søer og i grundvandet. Det globale behov for drikkevand er tredoblet i årene 1950-1990 og det stiger stadigvæk. vis udviklingen fortsætter, kan behovet for drikkevand overstige den tilgængelige mængde inden for 30 år. Der vil simpelthen ikke falde regn nok til at opfylde vores behov. Men vi har brug for mere vand nu. FN har erklæret drikkevand for en menneskeret, hvilket betyder, at alle skal have adgang til tilstrækkeligt, prismæssigt overkommeligt og tilgængeligt rent drikkevand og til kloakering. Ulykkeligvis lever 1 mia. mennesker uden adgang til tilstrækkeligt drikkevand, og flere end 2 mia. mennesker mangler helt kloakering. ver dag dør 10.000 børn af kolera og andre vandbårne sygdomme. 80 % af alle sygdomme og 1/3 af alle dødsfald i udviklingslandene skyldes forurenet vand: bilharziosis, tyfus, salmonella, E-colibakterier, leverbetændelse og parasitorme er alle potentielle dræbere. De findes i floderne og vandløbene, hvorfra verdens fattige befolkninger er nødt til at hente deres drikkevand. Rent vand skal opfylde mange behov. Landmændene har brug for vand til deres afgrøder. Familier skal have vand til madlavning og vask. I dele af Afrika må kvinder og børn gå 3 timer om dagen til en vandkilde for at stå i kø for at fylde spanden med vand. Vand er også et problem i Europa. I et gennemsnitsår er der mere end 3000 kubikmeter vand til rådighed for hver europæer. Kun cirka 20 % af dette vand bruges rent faktisk, men der er stadig vandmangel visse steder. For eksempel i de sydeuropæiske lande er periodevis tørke et alvorligt miljømæssigt, socialt og økonomisk problem. I andre lande betyder forældede vandforsyningssystemer ødelagte rør med lækage og vandspild til følge. Problemet med vandmangel ser ud til at blive forværret på grund af AKTIVITETER 1 1 vor meget vand tror du, at du bruger i gennemsnit pr. dag? Tænk over, hvad du bruger vandet til og skriv forslag til, hvordan du kan bruge vandet mere effektivt. 2 Nævn 3 europæiske lande, som du mener mangler vand om sommeren. 3 Kan du nævne navnet på et europæisk land, som bruger afsaltet havvand til næsten halvdelen af dets drikkevand? klimaændringerne. De fleste videnskabsfolk er enige om, at de globale temperaturer vil stige ved afslutningen af dette århundrede med mellem 1,4 grader C og 5,8 grader C. Det vil sandsynligvis betyde flere oversvømmelser og storme, men også mere tørke og flere hedebølger, der vil få indflydelse på afgrøderne, vandforsyningerne og sundhedstilstanden. Vi må lære at bruge vandet med omtanke og på en mere effektiv måde. Verdensoffentligheden bliver i stigende grad opmærksom på behovet for at være mere ansvarsbevidste og udvide hjælpen til dem, der har brug for det og på samme tid bevare vores klode til fremtidens generationer: det som vi også kalder behovet for bæredygtig udvikling. Dette er et udtryk, som bruges til at beskrive, at vi skal handle på en måde, som ikke begrænser de økonomiske, sociale og miljømæssige

muligheder for os selv, hverken nu eller i fremtiden. Bestræbelserne på at fremme bæredygtig udvikling blev kraftigt understøttet under Verdenstopmødet om bæredygtig udvikling i Johannesburg i Sydafrika i 2002, hvor verdens ledere mødtes for at diskutere miljøbeskyttelse, og hvordan man angriber årsagerne til verdens fattigdom. Manglen på - og misbruget af - vand blev fremhævet som to af de alvorligste trusler mod bæredygtig udvikling. Som et resultat af mødet blev alle lederne bl.a. enige om, at det skal være målsætningen, at halvt så mange mennesker i 2015 skal være uden adgang til frisk vand eller mangle kloakering. Vand kan "leveres" til forbrugerne på forskellig måde, og uanset løsningen er målet at gøre tilstrækkelige mængder rent vand tilgængeligt for dem, der mangler. Plast spiller en betydningsfuld rolle, når man skal bevare og distribuere vand økonomisk og driftssikkert til en voksende verdensbefolkning. I mange områder i verden med vandmangel hjælper beskyttelses- og kunstvandingssystemer med at bevare og distribuere vandet enten til husholdninger og industri eller til landbruget. Plast er det foretrukne materiale til mange af disse anvendelser, fordi materialet er økonomisk at anvende, let at transportere og samle, og fordi det er fleksibilitet og holdbart. Alle mennesker har, uanset deres udviklingsniveau og sociale og økonomiske forhold i øvrigt, ret til at få adgang til drikkevand i mængder og af en kvalitet, der svarer til deres basale behov. Vand og sundhed beskyttelse og distribution af rent vand I størstedelen af verden giver forurenet vand, forkert affaldshåndtering og dårlig forvaltning af vandressourcerne alvorlige sundhedsproblemer. Vandrelaterede sygdomme som malaria, kolera, tyfus og sneglefeber skader eller dræber millioner mennesker hvert år. vis verdenen var fuldkommen, ville løsningen være at undgå at forurene vand. Men spildevandsrensning er dyrt og selv vandet i de europæiske floder kan ikke drikkes endnu ikke! Der findes andre måder at få fat i rent vand på. I fjerne bjergegne som f.eks. Nepal er der ofte rigeligt med vand, men dårlig hygiejne og mangel på kloakering kan forurene landsbyvandløbet eller floden. En løsning er at lede rent vand frem til landsbyen fra bjergene i rør ved hjælp af tyngdekraften. Plastrør er ideelle til dette formål. De er lette, fleksible, nemme at håndtere og alligevel stærke, når de først er i brug. Kilde: FN konference i Mar del Plata, 1977 AKTIVITETER 2 WaterAid har været i stand til at hjælpe 5.5 mio. mennesker i udviklingslandene til at få adgang til rent vand, blandt andet takket være plastrør. I lavtliggende egne er problemet ofte vanskeligere. Flere mennesker kæmper om det samme vand, der ofte er beskidt og ikke til at drikke. En mulighed er at bore en brønd ned til det grundvandsførende jordlag. Ved hjælp af håndpumper og plastrør kan en landsby herefter ofte skaffe sig rent vand, men boreprocessen kan være dyr, og hvis der udvindes for meget vand, kan det vandførende lag selv blive forurenet. Plast hjælper også med at rense og fjerne bakterier og snyltere (parasitter), som giver sygdomme. Et simpelt nylonfilter har næsten udryddet Guinea ormesygdommen, som forkrøbler ofrene og gør dem uarbejdsdygtige - ude af stand til at passe skole, børn og afgrøder. Ormen går ind i fordøjelsessystemet og derefter i hele kroppen helt ud til huden. Når en inficeret person går ud i vandet, afgiver ormen millioner af larver. Folk, som derefter drikker vandet, bliver inficerede og således går sygdommen i ring. Løsningen er at filtrere snylterne fra vandet. Tidligere er dette gjort med et filter af fint bomuldstof, men det specielle nylon monofilament stof er lettere at rense og så er det billigere. Filtrering har med succes reduceret infektionerne med 95 %. Brug af overfladevand (dvs: fra floder, reservoirs, kanaler m.v.) i Europa: 18% offentlig vandforsyning 30% landbrug (primært kunstvanding) 14% industri, eksklusiv kølevand 38% kraft (vandkraft, kølevand) og ikke-defineret brug 1 vor vil det være bedst at finde vand til at distribuere via rør? Længere oppe i vandløbet? Fra et dybtvandsbassin? Fra en kilde oven for landsbyen? Forklar hvorfor. 2 Forurenet vand kan indeholde bakterier, virus og parasitter. Giv et eksempel på hver type og forklar, hvordan nogle bliver syge af mikroorganismerne i vandet. 3 Guinea ormen er en parasit. Forklar, hvad en parasit er. vilke af følgende er parasitter og hvilke er ikke? stuefluer, lopper, rotter, skæl, bændelorm eller salmonella. 4 Vil filtrering af vandet beskytte imod bakterier og virus? Forklar hvorfor.

Vand til gavn Forhindre vandspild gennem besparelse og kunstvanding Vandspild I de fleste lande er der stadig for mange lækager i vanddistributionssystemerne. Tidligere, da man brugte de traditionelle materialer til rørsystemerne, opstod der revner og utætheder i systemerne. I visse europæiske lande resulterer gamle rør i vandtab på op til 30 %, og omkostningen for vandtab er alene vurderet til mere end 65 mia. Dkr. Selv om de sjældent er synlige, så spiller plastrør under vore gader og i vore hjem en vigtig rolle for at levere os rent drikkevand og vand til andre behov. I dagens Europa bruges i moderne byggeri ofte højtryks plastrør til at levere gas og vand. Plastrør har en lang levetid, er fleksible og formbare, hvilket betyder, at de er mindre sårbare over for skader og nemme at producere og samle. De er enormt stærke, og det betyder, at de kan bruges under de mest krævende forhold, hvilket er afgørende for, at de kan anvendes til distribution af vand i bymæssig bebyggelse. Plast er også let og giver prisbillige løsninger, og det er kvaliteter, som gør materialet ideelt til udstrakt brug - herunder til brug i udviklingslandene. Kunstvanding Landbrug kræver vand, og det regner ikke altid, når landmanden har brug for det. Derfor er kunstvanding vigtig, især i de lande, som har ringe eller uregelmæssig nedbør. Kunstvandingssystemer fører vand til afgrøderne fra en flod, en dam eller en brønd. Den første kunstvanding fandt formentlig sted på floden Nilen for tusinder af år siden ved hjælp af en simpel spand- og vægtstangsmekanisme, der blev kaldt en shadouf. I dag er landbruget den største vandforbruger i verden. Mellem 70-80 % af verdens vandforbrug anvendes til kunstvanding af marker. De traditionelle kunstvandingsmetoder giver imidlertid enormt vandspil. Det vurderes, at kun ca. 40 % af alt kunstvandingsvand kommer planterne til gavn. En løsningsmulighed er dråbe eller - sivekunstvanding. Det virker på den måde, at vandet langsomt ledes gennem plastrør direkte ud på jorden. Traditionelle sprinklere slynger enorme mængder vand ud i luften og på planterne, hvor en stor mængde går tabt ved fordampning. I modsætning hertil udleder dråbe- eller sivekunstvanding vandet langsomt, tæt på jorden og afgrødernes rødder. Det vurderes, at metoden reducerer vandforbruget med 70 % sammenlignet med den traditionelle kunstvanding. Dråbe-kunstvanding bruges i Californien, Israel, Spanien og Sydafrika, alle egne, hvor vandet er en dyr og knap ressource. I udviklingslandene kan en billigere løsning med brug af spande og overfladerør give lignende resultat. Faktisk er rør helt op til 75 år gamle blevet gravet op stadig i god stand. Plastfolie kan også bruges til at reducere vandtabet fra jordoverfladen. I Kina bruger landmændene plast til at holde på vandet i rækkerne, hvor risen plantes. Plastfolien holder i 5 år og den forhindrer vandspild f. eks. i et øde område mellem Mongoliet og Badain AKTIVITETER 3 1 Plast er fleksibelt og formbart. Forklar, hvorfor denne egenskab er en fordel for vandrør. Giv et eksempel på et materiale med dårlig elasticitet. 2 Giv et eksempel på en europæisk afgrøde, som kræver kunstvanding. 3 Evapotranspiration står for vandtabet fra jorden og fra planterne. vordan mister planter og træer vand, og på hvilket tidspunkt af året er tab på grund af evapotranspiration sandsynligvis højest? 4 Nogle landmænd bruger plaststrimler som jorddækning spredt over overfladen af jorden rundt om planterne. vorfor tror du de gør det? 5 Prøv at forklare, hvorfor kun få bygninger er konstrueret med vandbesparelse for øje. vad vil det kræve at ændre dette?

Jaran ørkenen. De plastopdelte rækker til ris holder også næringsstofferne i jorden og giver dermed landmændene en dobbelt fordel. Landmænd har i årevis brugt plastfolie til at bygge midlertidige drivhuse, men nu er teknologien gået et trin videre og tilbyder nu et skræddersyet, kontrolleret miljø, hvor hvert område har det helt rigtige lys, vand og mad, og hvorfra uønskede fluer og lus bliver holdt effektivt ude. Teknologi og plast tilbyder altså løsninger på at reducere vandspild i landbruget. Opfindsomme løsninger Der udvikles hele tiden nye løsninger for at sikre rent vand, og plasten har også her sin rolle at spille. Som et eksempel inkluderer udviklingen et solenergibaseret destillationsapparat, der er designet til at producere rent vand ved hjælp af de simple principper om fordampning og fortætning. Anlægget placeres over en vandkilde måske flydende oven på den, hvis det er nødvendigt og en væge suger vandet op i den porøse AKTIVITETER 4 1 Prøv at lave dit eget solenergibaserede destillationsapparat. Grav et hul på ca. 50 cm i dybden og 1 meter i bredden. Sæt en plastskål i midten og dæk det hele med et tykt plastfolie. Placer et lille lod midt på folien. Lad det ligge en varm dag og en kold nat. Se derefter, hvor meget vand der er opsamlet i skålen den følgende dag. 2 Tænk på, hvad det moderne hjem bruger af vand. vordan kan designerne reducere familiens vandforbrug? Lav en liste over vandbesparende initiativer overvej reduceret spild, genanvendelse og opsamling af regnvand. Et af svarene på problemet med dårlig vandforsyning og hygiejne har i de senere år været en stigning i forbruget af vand på flasker. Emballagen er naturligvis derfor en udfordring for os: hvordan kombinerer man sikkerhed, hygiejne, bekvemmelighed og let transport? Vand og andre drikkevarer er ofte emballeret i plastflasker, fordi plast er: base. Solen varmer indersiden af plastteltet op, og vandet fordamper, medens vandets urenheder efterlades. Ved kontakten med plastvæggene, fortætter den fugtige luft, og rent vand løber ned for at blive opsamlet i en kanal. Producenterne påstår, at opfindelsen kan give mere end 1 liter vand pr. dag. Men videnskabsfolk forestiller sig hele farme af disse anlæg, der vil være i stand til at forsyne en familie eller måske en hel landsby med rent vand. Avanceret plastbaseret teknologi, der bruges i rumforskningen kan også give nøglen til at forbedre forsyningen med vand. Plast, anvendt i Life support systemer på rumrejser, bidrager til at forsyne astronauter med renest mulig luft og vand, og plastløsningerne hjælper til bedre sanitære forhold end man har kendt til tidligere. Kun cirka et tusinde liter vand tages med på rumrejsen, fordi vand er tungt og sluger en masse brændstof, når man medbringer det i rummet. Rumrejser kræver derfor mulighed for genbrug og recirkulering af det vand, Let, men alligevel stærkt (og er derfor lettere at transportere) og de er sikrere end glas Stødsikkert I stand til at modstå store tryk uden at revne Rent, og giver ikke afsmag på de produkter, som er i flasken Genanvendeligt man medbringer. Som resultat heraf er højt avancerede, personlige vandrensesystemer udviklet til brug for astronauter, og de er først og fremmest baseret på et plastfiltersystem. erved opnås 85-95 % indsamling af spildevand og urin. Vandet omdannes efter indsamling til damp, og efter en række trin bestående af kemisk og mekanisk behandling samt opvarmning, returneres væsken 8 til 9 timer senere, ren nok til at drikke. Denne teknologi udvikles nu af organisationer, som håber på at lave vandrensesystemer i stor skala til de lande, som har behov herfor. Der findes løsninger på vore vandproblemer udfordringen er at gøre løsningerne tilgængelige for dem, som har brug for dem. Plast har hjulpet med til at give millioner af mennesker adgang til rent vand og plast vil også i fremtiden spille en væsentlig rolle på dette område. Innovative materialer som plast bidrager ofte til løsninger af problemer og udfordringer, som man støder på i rumfarten. Nu hjælper de samme teknologier med at finde løsninger på de udfordringer, vi møder på jorden, siger Pierre Brisson, leder af European Space Agency s Teknologi Overførselsprogram www.apme.org www.plast.dk

8 De l eau pour la vie La surface de notre planète bleue est aux 2/3 recouverte par les océans; hélas, la plus grande partie de l eau disponible sur Terre est trop salée pour permettre d autres usages que celui de la navigation. Un problème à résoudre Sur toute l eau disponible à la surface de la planète, il n y en a que 3,5% qui soit pure, mais la plus grande part en est figée dans les glaciers des pôles. Seulement 0,01 % de l eau - chaque goutte compte est propre à la consommation humaine directe sous forme de cours d eau, rivières, lacs et autres nappes souterraines. Entre 1950 et 1990, la demande globale en eau a triplé et elle ne cesse d augmenter. Si la tendance actuelle se maintient, d ici une trentaine d années, la demande en eau pourrait dépasser les quantités disponibles il n y aura simplement pas assez d eau de pluie pour combler nos besoins. Nous avons besoin de plus d eau dès maintenant. Selon les Nations Unies, disposer d eau est un droit humain, ce qui signifie que chacun devrait avoir facilement accès tant géographiquement que financièrement - à des quantités suffisantes d eau potable et à des installations sanitaires. Malheureusement, un milliard d êtres humains n a pas accès à l eau potable, et plus de 2 millions ne disposent pas d infrastructures sanitaires de base. Chaque jour, 10.000 enfants meurent du choléra et d autres maladies provoquées par des problèmes d eau. 80% des maladies et 1/3 des décès dans les pays en voie de développement sont dus à l eau contaminée. Bilharziose, fièvre typhoïde, salmonellose, escherichia coli, hépatite, vers parasites toutes ces maladies peuvent tuer. Elles peuvent être transmises par l eau des cours d eau et rivières dont dépendent les populations du tiers-monde. De nombreuses activités humaines ont besoin d une eau pure. Les agriculteurs pour arroser leurs récoltes ; les individus pour cuisiner et pour laver. Dans certaines régions d Afrique, les femmes et les enfants marchent durant de longues heures pour atteindre un point d eau et doivent faire la queue pour remplir leur récipient. Il y a aussi des problèmes d eau en Europe. En moyenne, il y a 3.000 m3 d eau par personne et par an dans l Union Européenne. Environ 20% de l eau disponible sont effectivement consommés, mais certaines régions connaissent toujours des pénuries. Par exemple, il y a, dans les pays du sud de l Europe, des sécheresses périodiques qui sont un souci majeur au plan environnemental, social et économique. A contrario, dans d autres pays, l eau est gaspillée à cause de nombreuses fuites dans des infrastructures usagées de distribution d eau. ACTIVITES 1 1 A ton avis, quelle quantité d eau utilises-tu en moyenne par jour? Pense aux différents usages que tu en fais et cite quelques moyens qui te permettraient d en faire un usage plus efficace. 2 Identifie 3 pays européens qui selon toi pourraient connaître des pénuries d eau en été. 3 Peux-tu deviner le nom d un pays européen qui utilise de l eau de mer désalinée pour couvrir presque la moitié de ses besoins en eau potable? Les changements climatiques font craindre que ces problèmes de pénurie d eau aillent en empirant. La plupart des scientifiques estiment que les températures globales vont augmenter de 1,4 à 5,8 C d ici à la fin du siècle. Davantage d inondations et de tempêtes, mais également de sécheresses et de grandes chaleurs, auront d inévitables implications sur les récoltes, l eau et la santé. Nous devons apprendre à utiliser l eau dont nous disposons de manière plus économique et efficace. Le monde prend progressivement conscience de la nécessité d agir de manière plus responsable afin d aider ceux qui sont dans le besoin et, par là même, de protéger les générations futures c est notamment cela, le «développement durable». Ce terme est utilisé pour décrire un mode d action qui n empêche pas le développement économique, qui privilégie les avancées sociales tout en préservant l environnement, aujourd hui et pour demain.

Le Sommet Mondial pour le Développement Durable qui a eu lieu à Johannesburg (Afrique du Sud) en 2002 a donné un élan à ce concept en rassemblant de nombreux décideurs mondiaux. Ils ont discuté de la protection de l environnement et des moyens à mettre en œuvre pour combattre la pauvreté dans le monde. La famine et le gaspillage d eau pure ont été désignés comme les deux menaces principales contre le développement durable. En conclusion du Sommet, les chefs de gouvernements se sont fixé comme objectif de réduire de moitié d ici à 2015 - le nombre de personnes n ayant pas accès à l eau potable ou à des infrastructures sanitaires. L eau peut être «fournie» aux consommateurs de différentes façons. Quelle que soit la solution choisie, l objectif est de mettre à disposition des quantités d eau suffisantes, propres à la consommation humaine. Les plastiques jouent un rôle vital dans la conservation et la distribution de l eau effectuées de façon efficaces et sûres en direction d une population mondiale en croissance. Dans de nombreuses régions du monde où l eau manque, des systèmes d irrigation et de conservation permettent de collecter l eau et de la distribuer, que ce soit pour un usage domestique ou industriel ou pour irriguer les récoltes. Les plastiques sont un matériau de prédilection dans de nombreuses applications étant donné leur excellent rapport qualité-prix. Il s agit en outre d un matériau facilement transportable, modulable, flexible et durable. «Tous les peuples, quel que soit leur niveau de développement social et économique, ont le droit d avoir accès à l eau potable en qualité et quantité correspondant à leurs besoins de base.» Source : Conférence des Nations Unies de Mar del Plata, 1977 Usages de l eau puisée (rivières, réservoirs, canaux, etc. en Europe) : 18% approvisionnement public en eau 30% agriculture (principalement irrigation) 14% industrie, à l exception de l eau de refroidissement 38% énergie (énergie hydraulique, eau de refroidissement) usages non-définis De l eau pour la vie : conserver et distribuer de l eau propre Dans de nombreuses régions du monde, la pollution de l eau, les dépôts sauvages de déchets et la mauvaise gestion de l eau sont les causes de graves problèmes de santé publique. Des maladies liées à une mauvaise qualité de l eau telles que la malaria, le choléra, la fièvre typhoïde et la schistosomose (bilharziose) touchent et tuent des millions de gens chaque année. Dans un monde idéal, la solution serait tout d abord d empêcher la pollution des réserves en eau. Malheureusement, assainir les sources coûte cher et, à ce jour, même les rivières européennes n offrent pas la qualité d une eau potable! Il y a d autres moyens d accéder à l eau propre. Dans des régions montagneuses éloignées comme celles du Népal, il y a souvent de l eau à profusion. Malheureusement, le manque d hygiène et d infrastructures sanitaires peut être la cause d une pollution des cours d eau du village. Une solution serait d amener l eau au moyen de canalisations en plastique situées en amont et qui permettraient à l eau de s écouler jusqu au village. L installation de tuyaux en plastique est une solution idéale dans ce cas. Ils sont légers, flexibles, faciles à transporter et très solides une fois installés. Dans les vallées, les problèmes sont ACTIVITES 2 WaterAid a permis à 5,5 millions de personnes d accéder à l eau potable dans les pays en voie de développement grâce, entre autres, aux canalisations en plastique. souvent plus difficiles à résoudre. Des populations plus nombreuses se partagent la même eau qui est souvent souillée et impropre à la consommation. Une solution serait de puiser l eau dans les nappes aquifères souterraines. Grâce à l usage de pompes manuelles et de canalisations en plastique, un village est en mesure de s approvisionner en eau propre à la consommation. élas, les opérations de forage peuvent être coûteuses, et si une quantité d eau trop importante est pompée, la nappe aquifère peut également être contaminée. Les plastiques contribuent également à purifier l eau et à éliminer des bactéries et parasites, sources de maladies. Un simple filtre en nylon a permis d éradiquer presque complètement la dracunculose (parasitose due au «ver de Guinée») qui handicape ses victimes, les rendant incapables de travailler, d aller à l école, de prendre soin de leur famille ou de participer aux récoltes. Ce ver pénètre dans le corps par le système digestif pour ensuite se propager n importe où dans l organisme à proximité de la surface de la peau. Lorsqu une personne infectée pénètre dans l eau, le ver produit des millions de larves qui se répandent dans l eau. Toute personne qui consomme cette eau sera également infectée c est un cycle sans fin. La solution est de débarrasser l eau de ses parasites en la filtrant. Dans les temps anciens, ce filtrage se faisait avec de la mousseline ; actuellement les filtres en nylon à mailles très fines permettent une désinfection plus aisée ; ils sont également moins onéreux. Ce filtrage a permis de réduire le nombre de cas d infections de 95%. 1 A quel endroit de la rivière est-il conseillé d extraire l eau qui viendra alimenter les canalisations? En amont? A partir d un bassin en eau profonde? A la source située dans les hauteurs du village? Explique pourquoi. 2 Il est possible que l eau contaminée contienne des bactéries, des virus et des parasites. Dans cette liste, lesquels sont des parasites et lesquels n en sont pas : mouche, puces, rats, pellicules, ténia, salmonelles 3 Le filtrage de l eau permet-il de se protéger des bactéries et virus? Explique pourquoi.

De l eau pour vivre : éviter de gaspiller l eau grâce à la conservation et à l irrigation Pertes en eau Dans la plupart des pays, les fuites dans les réseaux de distribution d eau sont toujours trop importantes. Auparavant, lorsque des matériaux traditionnels étaient utilisés dans la construction des infrastructures de canalisation, des fissures et des fuites finissaient par se produire dans les systèmes de distribution. Dans certains pays européens, les anciennes canalisations peuvent provoquer jusqu à 30% de pertes, et le coût des fuites est estimé à plus de 9 milliards d euro par an pour les seules pertes en eau potable. Bien qu assez rares, les conduites d eau en plastique sous les pavés de nos rues et dans nos maisons jouent un rôle essentiel dans la distribution d eau propre à la consommation et à d autres usages. Actuellement, en Europe, les logements modernes bénéficient souvent de conduites d eau en plastique, extrêmement solides, pour recevoir le gaz et l eau. Les conduites en plastique ont une longue durée de vie; elles sont flexibles et adaptables, ce qui signifie qu elles sont moins susceptibles d être endommagées ; il est également aisé de les fabriquer et de les assembler. Elles sont extrêmement solides, ce qui implique qu elles peuvent être utilisées dans un environnement hostile, où il est crucial qu elles assurent la distribution d eau dans les grandes et petites villes. Les plastiques sont par ailleurs légers et offrent des solutions rentables. Ce sont des qualités qui rendent ce matériau idéal pour une utilisation étendue, y compris dans les pays en voie de développement. Irrigation L agriculture est une activité consommatrice d eau, et la pluie ne tombe pas toujours du ciel au gré des besoins des agriculteurs. Ajoutons cela au fait qu une grande partie de l agriculture est pratiquée dans des pays à faible pluviométrie, ce qui y rend l irrigation vitale. Des systèmes d irrigation existent pour détourner l eau d une rivière, d un barrage ou d un trou de sonde, vers les cultures. Le premier système d irrigation a très probablement été utilisé aux abords du Nil, il y a des milliers d années. Il s agissait d un simple seau et d un mécanisme de levier appelés «shadouf». Aujourd hui, à l échelle mondiale, l agriculture est l activité qui consomme les plus grandes quantités d eau. De 70 à 80% de l eau consommée globalement sont utilisés pour irriguer les champs. Les méthodes d irrigation traditionnelles consomment des quantités excessives d eau. On estime que seulement 40% environ de l eau d irrigation atteint son objectif. L irrigation au goutte-à-goutte offre une solution à ce problème. Le principe de ce système est de verser lentement de l eau directement dans le sol au moyen de tuyaux en plastique. Les arroseurs traditionnels diffusent de très grandes quantités d eau dans l air et sur les plantes où une grande partie est perdue par évaporation. A contrario, la micro-irrigation diffuse de l eau lentement, à proximité du sol et des racines des plantes. On estime dans ce cas que l économie en eau s élève à 70%. L irrigation au goutte-à-goutte est utilisée en Californie, en Israël et en Afrique du Sud là où l eau est chère et rare. Dans les pays en voie de développement, une solution à moindre prix serait d utiliser des seaux et des tuyaux en surface qui produiraient les mêmes effets. En fait, les conduites enfouies dans le sol il y a 75 ans sont toujours en excellent état. ACTIVITES 3 1 Les plastiques sont flexibles et adaptables. Explique pourquoi ceci constitue un avantage pour les conduites qui transportent l eau. Cite en exemple un matériau qui manque d élasticité. 2 Donne un exemple de culture européenne qui dépend de l irrigation. 3 L évapo-transpiration décrit les pertes en eau par le sol et par la végétation. Comment les plantes et les arbres perdent-ils de l eau, et à quel moment de l année ce phénomène est-il le plus important? 4 Certains agriculteurs utilisent des bandes de plastique comme paillis étalé sur la surface du sol autour des plantes en croissance. A ton avis, quelle en est la raison? 5 Essaye d expliquer pourquoi un petit nombre de bâtiments seulement sont construits en tenant compte de l économie de l eau. Que faudrait-il faire pour changer cette situation?

Des films plastiques peuvent également être utilisés afin de réduire les pertes en eau dans le sol. En Chine, les agriculteurs utilisent des films en plastique afin d aligner les sillons dans lesquels le riz sera planté. Ces films ont une durée de vie de 5 ans et empêchent les gaspillages en eau dans un désert situé entre la Mongolie et le désert de Badain Jaran. Les sillons tracés à l aide de ces films en plastique permettent également de retenir les engrais dans le sol : c est double bénéfice pour les agriculteurs. Depuis de nombreuses années, les agriculteurs utilisent des films en plastique pour construire des serres. A présent, la technique a évolué et permet de créer un environnement contrôlé et géré sur mesure où chaque plante profite d une quantité adéquate de lumière, d eau et de nourriture, et où les mouches et autres insectes sont maintenues à l écart. La technologie et les plastiques offrent des solutions aux pertes en eau dans l agriculture. Des solutions innovantes Les solutions destinées à fournir de l eau potable continuent à évoluer, et les plastiques ont leur rôle à jouer dans cette aventure. ACTIVITES 4 1 Essaye d élaborer ton propre distillateur solaire. Creuse un trou de 50 cm de profondeur et d un mètre de large. Déposes-y un récipient en plastique et recouvre l ensemble d une épaisse feuille de plastique. Mets un poids léger au milieu de la feuille de plastique. Attends un jour (chaud) et une nuit (froide). Vérifie le lendemain quelle quantité d eau a été collectée dans le récipient. 2 Pense aux différentes façons de consommer de l eau dans une maison. Comment pourrions-nous réaliser des économies d eau? Fais une liste de mesures d économie qui pourraient être prises. Pense à la réduction des eaux usées, à leur recyclage et à la collecte d eau de pluie. La consommation croissante d eau en bouteilles ces dernières années a été l une des réponses apportées à la problématique du manque d eau et aux mauvaises conditions sanitaires. Ceci représente un défi en terme d emballage : comment combiner sécurité, hygiène, facilité d utilisation et de transport? Les boissons sont souvent conditionnées dans des bouteilles en plastique pour les raisons suivantes : De nouvelles techniques apparaissent. Citons par exemple ce distillateur solaire conçu pour produire de l eau pure en utilisant les principes simples de l évaporation et de la condensation. L équipement est placé au-dessus d une source d eau flottant dessus si nécessaire. Une mèche permet à l eau d être absorbée par la base poreuse. Les rayons du soleil chauffent l intérieur de la tente en plastique et l eau s évapore, laissant ses impuretés derrière elle. En contact avec les parois en plastique, l air humide se condense et l eau pure s écoule pour être collectée dans un petit canal. Les concepteurs déclarent que cette invention pourrait produire plus d un litre d eau par jour. Les scientifiques estiment, quant à eux, que des infrastructures de distillateurs solaires sont capables de produire suffisamment d eau pour une famille ou même pour un village. Des technologies de pointe impliquant l usage de plastiques sont utilisées dans le domaine de l exploration spatiale et pourraient également améliorer la distribution d eau potable. Les plastiques appliqués aux systèmes de survie dans l espace permettent d offrir aux astronautes l air et l eau les plus purs, ainsi que des conditions sanitaires d une qualité jamais atteinte jusqu ici. Seul environ 1.000 litres d eau sont mis en orbite ; davantage serait trop lourd et www.apme.org Le plastique est léger et solide à la fois (son transport consomme moins de carburant). Il est plus sûr que le verre. Il est incassable. Il résiste à de fortes pressions sans se casser. Il est stérile et n altère pas le goût des denrées qu il contient. Il est recyclable. consommerait trop de carburant dans l espace. Les missions spatiales requièrent la possibilité de réutiliser et de recycler les réserves en eau existantes. En conséquence, des systèmes personnels de purification d eau conçus grâce à des filtres en plastique - ont été élaborés pour les astronautes. Cette technique permet le recyclage de 85 à 95% des eaux usées et de l urine. Cette eau est alors transformée en vapeur pour finalement, au terme de plusieurs étapes de traitement chimique et mécanique, redevenir une eau suffisamment pure pour pouvoir être consommée 8 ou 9 heures plus tard. Cette technologie est à présent développée par certaines organisations qui espèrent pouvoir mettre au point des systèmes de purification d eau à grande échelle pour des pays qui en ont besoin. Des solutions à nos problèmes d eau existent donc. Le défi consiste à mettre ces solutions à la disposition des gens qui en ont besoin. Jusqu à ce jour, les plastiques ont contribué à donner accès à l eau potable à des millions de gens. Ils continueront à l avenir à jouer un rôle essentiel dans cette mission. «Des matériaux innovants tels que les plastiques ont apporté une solution aux problèmes et défis rencontrés à l occasion des missions spatiales. A présent, ces mêmes technologies permettent de relever les défis que nous rencontrons sur Terre.» Pierre Brisson, responsable du Programme de Transfert des Technologies à l ESA.

Notes à l intention des enseignants Fiche 1 1.1 1.1 1.2 Aujourd hui ier Raisons d utiliser les plastiques stylo-mine crayons en production moins chère bois pas besoin de les tailler ils conservent la même taille invention du stylo à bille règles graduées règles en bois bon marché plates faciles à lire faciles à nettoyer peuvent être transparentes pare-chocs acier chromé les plastiques ne rouillent pas peuvent absorber les chocs sans dommage permanent meubles hi-fi acier, bois design plus séduisant facile à mouler dans des formes intéressantes meilleures qualités acoustiques vitrage de verre plus faciles à fabriquer phares de moins dangereux s ils voitures se brisent et restent sur la route bouteilles de verre plus légères limonade plus sûres à porter moins chères à transporter pulls en laine production moins chère acrylique plus faciles à laver vêtements en soie, coton bon marché polyester/ entretien facile rayonne mieux ajustés manches de bois matériaux plus disponibles couverts corne lavables en machine seaux fer, acier plus légers ne rouillent pas moins bruyants 22.2 Coût du carburant sans l usage des plastiques = 2 000 x 40 BEF = 80 000 BEF 4% d économie = 4 x 80 000 / 100 = 3 200 BEF 4.1 Les premiers plastiques furent développés aux alentours de 1860, mais leur consommation augmenta peu jusque dans les années 40, où la production atteignit 2 millions de tonnes par an. A la fin des années 60, elle avait doublé. La production continua ensuite à augmenter au rythme d environ 3 millions de tonnes par an jusqu au début des années 70, où la production passa de 42 à 38 millions de tonnes. La même croissance rapide reprit au milieu des années 70 et continue de nos jours. 4.2 La croissance économique des années 50, en période d après guerre, stimula la demande de nouveaux plastiques. 4.3 Le prix du pétrole doubla, ce qui entraîna une hausse des prix et réduisit la demande de produits manufacturés. 4.4 La courbe doit être prolongée à un taux de 3,5% par an. 4.5 Il y eut une récession mondiale qui réduisit la demande de tous les produits manufacturés. Fiche 2 1.1 1.2 1.3 A C2 = C2 C24 28 2.1 Caractéristiques Sécurité Economie Style Couleur Coût Avantages Les plastiques peuvent absorber les chocs et protéger les occupants ; les plastiques ne forment pas de bords irréguliers s ils sont cassés ou tordus. Les plastiques ont une densité faible et allègent les voitures, d où une diminution de la consommation de carburant. Les plastiques peuvent être fabriqués dans n importe quelle forme, ce qui permet aux voitures d avoir une faible résistance à l air et de consommer moins. Les plastiques peuvent être colorés dans la masse plutôt que peints, ce qui diminue les marques peu esthétiques provenant d éclats de cailloux et d éraflures. Les plastiques sont plus faciles à travailler que les métaux, ce qui diminue les délais et les coûts de fabrication ; les plastiques peuvent être meilleur marché que les métaux, ce qui réduit les coûts des matières premières. B C4 C4 16 C C2 = C - C2 - C3 C48 56 D C3 - C = C - C3 C48 56 E C2 = C - C3 C48 56 C3 F C2 = C - C = C2 C46 54 G C3 C614 86 C3 - C - C - C3 C3

1.4 L ordre croissant des points d ébullition (du plus faible au plus élevé) sera sans doute : BAFCDEG. La masse de la molécule est un des facteurs qui influencent le point d ébullition. La forme de la molécule est également importante. 3.3 C1224O3N2 4.1 Le polyéthylène téréphtalate peut supporter des températures extrêmes et peut donc s utiliser [a] au four et [b] au congélateur sans que le plastique ne subisse de dommage. 2.1 L éthylène est une petite molécule qui contient une liaison double carbone-carbone. C est une molécule plane qui est très réactive à cause de cette liaison double. Le polyéthylène est une longue molécule qui possède seulement des liaisons simples. Elle n est pas plane et est particulièrement non réactive parce qu il n y a pas de liaisons doubles. 2.2 C2 = C2 C2 = C2 C2 = C2 C2 - C2 - C2 - C2 - C2 -C2 - Fiche 3 4.2 Cela empêche l air et l humidité d y pénétrer. 4.3 Le polyéthylène basse densité (PEbd) est plus flexible que le polyéthylène haute densité (PEhd), donc plus intéressant pour les produits qui doivent être pliés, pressés ou tordus. 4.4 Usages PEbd Usages PEhd films d emballages jouets revêtements de récipients réservoirs à essence de et gaines de câbles voiture électriques tuyaux 3.1 C610O4 C616N2 3.2 N2-C2-C2-C2-C2-C2 -C2- N - CO - C2 - C2 - C2 - C2 - COO 4.5 PVC Bois Aluminium Résiste bien aux intempéries Finit par être attaqué par les Finit par être attaqué par les intempéries intempéries et par pourrir N a pas besoin d être peint Doit être régulièrement repeint pendant Est souvent peint à titre de protection (frais d entretien réduits) toute sa vie utile contre les intempéries ou pour satisfaire les goûts du client Recyclable en fin de vie utile Difficile à recycler ou à réutiliser, sauf Recyclable en fin de vie utile comme bois de chauffage Ignifuge Brûle Ne brûle pas Ne s écaille pas, se déforme et ne S écaille, se fend et se déforme Ne s écaille pas et se déforme se fend que difficilement difficilement Il est très facile de donner au PVC les propriétés requises pour l utilisation envisagée, grâce à des additifs qui confèrent rigidité, dureté, permanence des couleurs et longévité aux châssis de fenêtres. Le PVC est par nature ignifuge parce qu il contient du chlore, ce qui accroît sa résistance au feu. 4.6 Un moyen d enquête possible consiste à utiliser du film alimentaire transparent et d autres emballages tels que les sacs plastiques, les sacs en papier, la cellulose, etc., et de voir s ils sont efficaces pour garder des biscuits au sec. Les biscuits devraient être pesés auparavant, puis pesés à intervalles réguliers pour vérifier l augmentation de leur masse. Des biscuits non emballés peuvent servir de témoins.

Fiche 4 1.1 Les plastiques s utilisent pour fabriquer les châssis d appareils électriques tels que fers à repasser, grille-pains, sèche-cheveux, radios, hi-fi. On les utilise aussi dans les installations électriques pour les fiches de courant, prises, interrupteurs, cordons d extension et prises multiples. 1.2 Les gens peuvent vérifier que la nourriture est saine sans avoir à la toucher. 1.3 L emballage plastique fait obstacle aux micro-organismes, gardant ainsi le matériel médical totalement aseptique. Les plastiques peuvent être utilisés de manière sûre pour du matériel flexible tel que des tubes. Les éléments qui doivent être éliminés après utilisation pour éviter tout risque de contamination, comme les seringues et les gants chirurgicaux, peuvent ainsi être fabriqués à un coût réduit. Les plastiques peuvent être moulés dans les formes voulues, ce qui évite l utilisation de plusieurs composants et facilite le nettoyage. 1.4 Si de petits objets en plastique sont jetés, ils risquent d être ingérés par des animaux. La fiche 7, qui traite des détritus, offre des informations complémentaires sur leur identification, les causes et les conséquences, et comment on peut agir de façon responsable afin d en minimiser l impact sur l environnement. 1.5 Lors de l utilisation des voitures, les différentes parties du véhicule chauffent, mais grâce aux caractéristiques inhérentes aux plastiques, elles conservent leurs formes et leur efficacité. Les plastiques utilisés pour les produits surgelés peuvent parfois être réchauffés avec leur emballage dans le four à micro-ondes. 1.6 Les marchandises peuvent arriver dans le même état que lorsqu elles ont quitté l usine car elles sont protégées contre les intempéries et contre tous les dommages accidentels. 2.1 Un mauvais système de distribution dans un pays signifie que la nourriture met longtemps à parvenir du producteur au consommateur, et qu une grande partie de celle-ci s abîme. Le gaspillage de nourriture peut ainsi atteindre 70%, alors qu il n est que de 1% à 2% en Europe de l Ouest où ces emballages sont utilisés. 3.2 Il faut connaître les coûts de fabrication, de transport et d enlèvement des bouteilles en plastique et en verre. 3.3 Les sacs en plastique... sont plus solides que les sacs en papier mais les poignées peuvent se casser si la charge est trop lourde. ne se déchirent pas comme les sacs en papier s ils sont mouillés. peuvent plus facilement s adapter à la forme des achats ; certains sacs en papier sont plus rigides que ceux en plastique. sont plus facilement réutilisables que les sacs en papier, pour un usage différent. 3.4 Vous devez comparer des choses similaires. Comparez seulement les sacs pouvant être utilisés pour porter des charges équivalentes. 3.5 Le poids des emballages augmenterait d environ 300%. 3.7 A B C De l usine, à l entrepôt, à la réserve du magasin De la réserve du magasin à ses rayons Des rayons à la caisse, puis à la maison et au placard Les coûts de transport sont moins élevés grâce à un chargement plus léger, donc nécessitant moins de carburant. En effet, le rapport poids/volume des bouteilles en plastique est nettement inférieur à celui du verre, ce qui implique l utilisation de moins de matière par produit. L effort humain requis pour déplacer des bouteilles en plastique est moins important que celui requis pour le verre. Par conséquent, le travail est effectué plus vite et à un coût plus bas. Même chose qu au point B, mais en plus, les acheteurs ont moins d effort physique à fournir, car leurs achats sont plus légers à porter. 3.8 Le métal sera similaire au verre et le carton au plastique. Aucun des conteneurs n est aussi lourd que le verre. Aucun des emballages en plastique ne pèse autant que ceux en métal. 2.2 Les emballages empêchent les micro-organismes de contaminer les aliments ou protègent les objets délicats ou fragiles contre les chocs ou autres dégâts. La présence d emballages en verre dans la salle de bains pourrait s avérer dangereuse si des personnes marchent pieds nus sur des débris de verre. 2.5 Des œufs durs pourraient être enveloppés dans un emballage à bulles d air et on pourrait les laisser tomber d une hauteur de plus en plus importante. Différentes épaisseurs d emballage pourraient être utilisées. 3.1 Le poids plus léger des bouteilles en plastique, par rapport au verre, induit une diminution de la consommation de carburant pour leur transport. 3.9 Avantages Inconvénients Plastiques faciles à mouler dans le passé peu de précautions étaient prises pour l élimination des plastiques Verre transparent fragile Métal résistant bords coupants lorsqu une boîte de conserve est ouverte Carton léger matériau laminé complexe

3.10 Avantages Les récipients en plastique sont faciles à produire dans toutes les tailles et dans des formes intéressantes. Ils sont résistants et souples, sans danger une fois cassés. Ils peuvent être décorés et imprimés facilement. Ils protègent efficacement leur contenu contre les microorganismes et la lumière. Inconvénients Des taux de valorisation inférieurs dans l ensemble à ceux des autres matériaux. Il reste encore des progrès à faire pour améliorer le recyclage et d autres formes de valorisation des produits en fin de vie. 4.1 On peut concevoir des graphiques ayant comme coordonnées les températures et le temps écoulé. L inclinaison des courbes montrera à quel rythme relatif les divers récipients perdent leur énergie thermique. La même quantité de liquide devra être chaque fois testée, et le contrôle devra commencer et finir à la même température. La matière testée devra également être utilisée comme couvercle du récipient afin de minimiser la perte d énergie par convection pendant l expérience. 4.1 Le plastique est de plus en plus utilisé dans les véhicules car il présente des avantages en termes de design, de sécurité, d aérodynamique, de coût et d environnement. L utilisation du plastique dans les voitures, par exemple, a été multipliée par quatre au cours des vingt dernières années. Grâce au plastique, les voitures sont plus légères, consomment moins de carburant et produisent moins de gaz. Les parties fabriquées en plastique nécessitent moins de peinture et de couches de protection, ce qui raccourcit le temps fabrication et réduit les quantités de matières utilisées. Entre 1974 et 1988, la consommation de carburant des voitures a chuté de 14%. Des estimations montrent que les plastiques sont responsables d au moins la moitié de ces économies de carburant, grâce aux améliorations aérodynamiques et à l allègement des véhicules. Les pare-chocs, les capots et les hayons sont désormais le plus souvent fabriqués à partir de plastique. Les équipements de sécurité tels que les airbags, les ceintures de sécurité et les protections contre les impacts latéraux ont été rendus possibles par la flexibilité des plastiques. Aujourd hui, les pare-brises sont fréquemment fabriqués à partir de composés en plastique feuilleté. Fiche 5 1.1 Les gens redécouvrent de vieilles habitudes telles que: le compostage des déchets organiques de cuisine (épluchures, peaux de bananes, etc.) et l utilisation du terreau ainsi obtenu pour fertiliser les jardins l utilisation de détritus végétaux broyés (branches résultant d élagages, herbe coupée, etc.) comme paillis pour retenir l humidité du sol et le fertiliser le fait de marcher pour aller au magasin au lieu de prendre la voiture, d utiliser les transports publics chaque fois que cela est possible ou de prendre la bicyclette lorsque les infrastructures s y prêtent la récupération de l eau de pluie et/ou des eaux usées pour le jardin la réutilisation des sacs en plastique pour faire ses courses Le plastique n est pas seulement utilisé dans les voitures, mais aussi pour d autres moyens de transport. Par exemple, la structure intérieure des avions est en plastique flexible qui résiste aux déformations liées aux vitesses supersoniques ; et la coque des navires et l avant des locomotives des trains à grande vitesse sont moulés d une seule pièce dans du plastique afin d être plus aérodynamiques. 5.1 Vous pouvez utiliser le mot réactif au lieu d intelligent. Ces polymères réagissent aux éléments auxquels ils sont soumis (la température ou les rayons du soleil qui les frappent). Par exemple, certains plastiques translucides deviennent opaques et réduisent la quantité de lumière (et donc de chaleur) qui les traverse. Les verres de lunettes photochromiques réagissent déjà de façon similaire, en s assombrissant à la lumière. Fiche 6 Il existe également de nouvelles habitudes à prendre : l utilisation dans la maison d ampoules longue durée consommant peu d électricité le co-voiturage pour aller au travail le fait d éteindre les lumières et le chauffage lorsqu ils ne sont pas utilisés le recours à l isolation pour les logements afin d éviter la perte de chaleur le recyclage des matériaux lorsqu il s avère pratique et raisonnable (par exemple, ne pas parcourir des kilomètres en voiture pour recycler une bouteille ou deux) Pris indépendamment, ces différents gestes ne font pas de différence, mais lorsqu ils sont tous effectués à grande échelle, ils ont un impact considérable. 3.1 Les bouteilles sont aujourd hui plus légères qu elles ne l étaient il y quelques années. Les améliorations du design permettent d utiliser moins de matière, sans pour autant en réduire la solidité et la sûreté. L utilisation de moins de matière induit également des économies d énergie pour le transport. 1.1 Les thermoplastiques peuvent être refondus et réutilisés comme des polymères de base, mais pas les thermodurcissables. Mélanger ces deux produits provoquerait un gâchis impossible à utiliser. Plusieurs thermoplastiques ne sont pas compatibles les uns avec les autres lorsqu ils sont refondus ensemble. Grâce à un procédé spécifique, le mélange peut certes être moulé, mais ses propriétés physiques sont bien moins bonnes que lorsqu il s agit d un seul type de plastique. Même lorsque la proportion d autres plastiques est minime, les propriétés de la matières recyclée sont considérablement diminuées. 1.2 Si les plastiques sont séparés, les choix de traitement sont plus nombreux. Ils peuvent être transformés en leur polymère d origine ou décomposés en produits chimiques de base. Le choix de les utiliser comme énergie de chauffage est toujours possible, si les modes de valorisation ci-dessus ne sont pas intéressants. 1.3 Une fois encore, il y a un plus grand choix d utilisation des plastiques clairs. Il est facile de transformer du plastique clair en plastique foncé, mais le contraire est impossible.

1.5 Un bon exemple est celui du pot de dessert lacté. Quand le pot est en polyéthylène haute densité (code 2) et le couvercle en polyéthylène basse densité (code 4). Grâce à cela, le couvercle est plus souple que le pot ; c est un avantage car le couvercle doit fléchir pour être enlevé, chaque fois que vous voulez consommer une crème dessert. 2.1 La densité devrait être de 0,91 à 1,05. 2.2 Une densité de 1,06 à 1,34. 2.3 Ne pas mélanger différents plastiques de densité très similaire. Utiliser des encres solubles dans de l eau, qui devra être traitée avant rejet. Les couleurs claires sont plus faciles à recycler que les couleurs foncées. Imprimer l information sur les plastiques plutôt que sur des étiquettes ou utiliser des colles solubles dans l eau. 2.4 1 le prix augmentera, rendant le procédé moins économique 2 la quantité augmentera, ainsi que les coûts 3 ceux-ci augmenteront 4 la rentabilité diminuera, mettant en péril toute l opération 2.5 Le public commencera à douter de l intérêt du recyclage et perdra rapidement ses motivations. Les organisations de valorisation perdront toute crédibilité et donc le soutien de l opinion publique. 3.2 Il faut connaître les coûts de traitement liés à chacune de ces méthodes, ainsi que ceux des matières premières utilisées (ex : l hydrogène). En ce qui concerne la valorisation chimique, il est également nécessaire d avoir un accord contractuel où sont spécifiés les matériaux à utiliser, afin d assurer un approvisionnement régulier. 4.2 Les chiffres manquants sont : Quantités (milliers de tonnes) 1994 1995 1996 1997 5 Recyclage Le recyclage peut isoler les matériaux de valeur présents dans les déchets, par exemple les métaux tels que l aluminium, le cuivre et l étain, ainsi que le verre, le papier et les plastiques. Le recyclage peut diminuer les coûts de fabrication industrielle. A condition que cela soit fait à bon escient, tout le monde peut recycler. Le recyclage n est pas systématiquement bénéfique pour l environnement. Par exemple, si vous vous rendez tout spécialement dans une déchetterie en voiture, vous utilisez peut-être plus d énergie en carburant que vous n économiserez en recyclant. L installation doit rigoureusement respecter les taux d émission de gaz et les dispositions législatives européennes concernant le contrôle de ces taux. La demande de produits recyclés peut être incertaine (par exemple si le prix des matières premières change ou si les débouchés sont insuffisants). Il existe, en effet, une quantité maximale de plastique recyclé que l on peut incorporer dans les produits. Souvent, le plastique est recyclé dans un produit totalement différent (par exemple, les bouteilles deviennent des fibres). Dégagement d énergie par combustion Utile car l énergie dégagée est récupérée et utilisée comme chauffage urbain collectif ou pour générer de l électricité. Cette opération doit s effectuer près des concentrations de population pour être efficace. Cela requiert une technologie de combustion propre, mais le rendement est bon. Le gaz carbonique dégagé pourrait contribuer au réchauffement de la planète, mais le bilan est nul car l énergie récupérée aurait dû être produite par la combustion d un autre combustible. Total des déchets 17505 16056 16871 17454 plastiques Quantité recyclée 1057 1222 1320 1440 Valorisation chimique 51 99 251 334 Quantité dont on 2348 2698 2496 2575 récupère l énergie Total des déchets 3456 4019 4067 4349 plastiques récupérés % total des déchets 20% 25% 24% 25% plastiques récupérés

Fiche 7 1 et 2 Cette activité nécessitera une certaine planification. Nous vous invitons à réfléchir mûrement aux aspects santé et sécurité ainsi qu à la surveillance des élèves. Nous suggérons que vous divisiez votre classe en 5 groupes. Chaque groupe se chargera de l analyse de deux zones dans votre localité (l école, les rues autour de l école, un parc communal ou une zone d aménagements particuliers). Pour chaque lieu retenu, les étudiants A devront prendre note des types de déchets présents dans la zone (prévoir éventuellement pour ce faire une simple grille/liste de contrôle). Les détritus les plus fréquents sont: Canettes de boisson Mégots de cigarette Morceaux de papier Chewing-gum Emballages en plastique Objets en verre et morceaux de verre B devront procéder à une évaluation de la zone conformément aux critères Tidy Britain. Afin de garantir un certain niveau de normalisation, il serait utile que les étudiants et le professeur portent un jugement collectif (conformément à l indice retenu) sur la description de la zone (il peut s agir de la cour de récréation ou de la zone se trouvant devant l école) afin d utiliser les mêmes critères pour toutes les zones que les étudiants visiteront. C pourront quantifier la quantité de détritus en mesurant une zone spécifique (par exemple, 10 mètres sur 1 mètre) et en comptant le nombre de détritus différents dans cette zone, afin d être en mesure de réaliser des graphiques en barres, etc. pour comparer les différents lieux. De retour en classe, on peut collecter les données des différentes zones et les étudiants peuvent répondre aux questions de l activité 1. Les réponses dépendront de toute évidence de la quantité de déchets de la zone. Les détritus les plus fréquemment retrouvés sont généralement des mégots de cigarette, des allumettes, de petits morceaux de papier, des emballages de bonbons et des sachets en plastique. On attribuera à chaque zone une évaluation en fonction des critères Tidy Britain. Parmi les détritus pouvant s avérer dangereux pour les personnes ou les animaux, citons les seringues usagées / le matériel médical (risque d hépatite, de IV etc.), les morceaux de verre, les bouteilles en verre (en ce sens que les petits animaux risquent d y entrer puis d être incapables d en ressortir On jette parfois des objets ménagers volumineux (tels que des réfrigérateurs et des surgélateurs). Il ne s agit pas à proprement parler de détritus, mais ces objets peuvent s avérer particulièrement dangereux pour les jeunes enfants qui risquent de rester coincés à l intérieur. Le chewing-gum est l un des détritus qui s avère difficile et onéreux à enlever (il faut du temps - il faut gratter chaque chewing-gum ou le détacher à l aide d un équipement haute pression). Le verre, le papier et les objets en plastique collectés peuvent réintégrer le système de gestion de déchets et il est possible d en recycler une bonne partie d une manière ou d une autre. Les évaluations attribuées à chaque zone (A, B, C, etc.) sont ensuite converties en scores (5,4,3, etc.). Ces scores sont alors utilisés pour déterminer l indice de propreté du quartier. Si dix sites sont passés en revue et que chacun obtient un score A (ou 5), le quartier obtient un score de 50/50, soit 100%. Par contre, si chaque site obtient un score de 1, son indice de propreté sera de 10/50, soit seulement 20%. 3 Cette activité pourrait se faire en groupe. On attribuerait à chaque groupe un type d environnement et on lui demanderait de réfléchir aux différents types de détritus qu il s attendrait à y rencontrer, à la manière dont les détritus ont abouti là (qui pourrait les y avoir amenés et jetés, et pourquoi), et de considérer si ces détritus sont biodégradables ou non recyclables, etc. Cela pourrait donner lieu à une discussion portant sur l accès aux différents types d environnement et sur les changements intervenus au cours des 50 dernières années. Par exemple, une augmentation du nombre de personnes possédant une voiture ou du nombre de jours de congé. Il serait également possible de prévoir une discussion sur le contrôle des détritus par le biais de la mise à disposition et par le ramassage des poubelles, le recours à des patrouilles de collecte des détritus et la mise en oeuvre de réglementations locales. Les mesures destinées à réduire les détritus dépendront en partie de la nature et du type de détritus, mais il serait possible d envisager des choses simples telles que la mise à disposition de poubelles, l emploi de personnes chargées de vider régulièrement les poubelles pour éviter qu elles ne débordent. On pourrait également discuter de la responsabilité des personnes, des commerces de détail et des restaurants à propos de la gestion de leurs déchets, ainsi que de celle des propriétaires d animaux domestiques qui se promènent mais de façon peu disciplinée. On peut discuter des effets des détritus (voir ci-dessus) et les étendre, par exemple, aux lignes de pêche en plastique, aux filets en mer, dans les rivières - qui piègent des animaux, s emmêlent dans les hélices, etc. (les filets de pêche coupés par les chalutiers piègent un grand nombre de mammifères marins, etc.). Un sachet en plastique peut être pris pour une méduse par une tortue de mer et provoquer une occlusion intestinale. On pourrait citer des zones spécifiques telles que les Norfolk Broads, où les bateaux de plaisance produisent d énormes quantités de détritus (y compris des préservatifs, etc.). Les gens finissent par détruire ce qu ils sont venus voir. 4 Les contacts mentionnés ci-dessous sont relatifs à des organisations qui dirigent des programmes nationaux pour les déchets ou publient des documents sur le sujet. Direction générale des Ressources Naturelles et de l Environnement avenue Prince de Liège, 15 5100 JAMBES Tel 081/33 50 ou Fax 081/33 65 22 Institut Bruxellois pour la Gestion de l Environnement Gulledelle 100 1200 BRUXELLES Tel 02/775 75 11 Fax 02/775 76 11