III.QU’EST-CE QUE LE PVC ET COMMENT EST-IL FABRIQUÉ ?
A. La production de chlore et d’éthylène
B. La production du chlorure de vinyle monomère C. La production de PVC
IV.LES ASPECTS SÉCURITÉ ET ENVIRONNEMENT LIÉS AU PVC
A.Le chlorure de vinyle
B.Le PVC
V.LES ADDITIFS.
A.Les stabilisants
B.Les plastifiants
C.Les pigments
D.Les charges
E.Les lubrifiants
F. Les ignifugeants
G. Les autres additifs
VI.L’IMPORTANCE ÉCONOMIQUE DU PVC
A.La consommation
B. La production
VII. LE PVC DANS LES DÉCHETS
A. Le flux de déchets
B. Les initiatives de la Commission des Communautés Européennes
C. La Prévention maximale de la quantité totale des déchets d’emballage
VIII. LE RECYCLAGE DU PVC
A. Les principes généraux
B. Les emballages
C. Les autres sources de déchets en PVC
D. Les déchets industriels de PVC
E. Le recyclage des matières premières
IX. L’INCINÉRATION DU PVC
A. La récupération d’énergie par incinération
B. Les effets de l’incinération
X. LA DÉCHARGE COMME ALTERNATIVE ÉCOLOGIQUE
XI. PVC ET INCENDIE
A. Le comportement au feu du PVC
B. Les gaz toxiques
C.La corrosion par les gaz de combustion
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
I. Introduction
Le PVC est l’une des matières synthétiques modernes qui connaît le plus de succès. Il utilise très judicieusement les ressources naturelles, présente une longue durée de vie et se caractérise par une production, une utilisation et une élimination sûres. Le PVC se prête également à une gamme d’applications quotidiennes large et diversifiée. Il joue, par ailleurs, un rôle important dans la promotion de la santé et de la sécurité.
Tous ces avantages ont fait du PVC le deuxième plastique de base en importance et sa demande ne fait qu’augmenter.
Ces dernières années, le PVC a fait l’objet d’un examen particulièrement minutieux pour des raisons écologiques. Les fabricants de PVC ont confiance dans ce matériau et prêtent une attention de plus en plus grande à la prévention de l’environnement au sens le plus large du terme, ceci comprenant la conservation de l’énergie, la gestion des déchets ainsi que la santé humaine et animale.
Or, le débat sur le PVC n’a pas toujours été mené de manière rationnelle. Dans les cas les plus extrêmes, des allégations (affirmations) ont été émises qui n’ont aucune base réelle et que la science ne confirme pas. L’industrie rejette une telle approche car elle est susceptible de porter atteinte aux objectifs environnementaux plutôt qu’à les faire respecter.
Rares sont les matières synthétiques à avoir fait l’objet d’autant de recherches approfondies que le PVC. Ses effets sur la santé et l’environnement ont été étudiés à tous les stades, de la fabrication à l’utilisation et jusqu’à l’élimination finale des produits fabriqués à partir de PVC.
Comme d’autres éléments de l’industrie chimique, le PVC est soumis à des examens et des réglementations strictes de la part des autorités nationales et internationales. Ce secteur industriel est également très sensible aux inquiétudes formulées à propos de l’environnement et encourage les progrès technologiques qui visent à l’amélioration constante des processus et des produits.
II. L’histoire du PVC
En 1835 : le français H. Regnault observe que la réaction du dichloréthane et de la potasse, sous l’action de la lumière solaire, conduit à la formation d’une poudre blanche selon la réaction :
n CH2Cl-CH2Cl+n KOH (-CHCl-CH2- )n+n KCl+nH2O
Cette première synthèse du PVC n’a donné suite à aucune application industrielle pendant près d’un siècle.
En 1863, Ernest Solvay, un Belge âgé de 25 ans, chimiste autodidacte, élabore un procédé révolutionnaire pour la fabrication de carbonate de sodium. Aidé de son frère Alfred, il fonde, avec quelques amis, une usine à Couillet, près de Charleroi. C’est le début d’une des plus grandes aventures industrielles de la Belgique. Solvay a ensuite déployé ses activités successivement dans cinq secteurs : après les alcalis, les plastiques, les peroxydes, la transformation du PVC et dans le domaine de la santé.
En 1872 : l’allemand Bauman précise l’action des radiations lumineuses sur le chlorure de vinyle.
En 1892 : le français Henri Moissan réalise la synthèse du carbure de calcium en faisant réagir le coke et la chaux en présence d’un arc électrique. L’acétylène obtenu par réaction de l’eau sur le carbure de calcium suivant la réaction :
CaC2+2H2O HCCH+Ca(OH)2
est une molécule à triple liaison HCHC, très réactive et ce gaz offre aux chimistes de grandes possibilités réactionnelles.
Au début du XXe siècle : les chimistes allemands et notamment ceux de la société BASF recherchent de nouveaux produits pour utiliser les excédents de carbure de calcium.
En 1912, Fritz Klatte découvre les principes de la fabrication industrielle du PVC. Première application : la protection de l’environnement grâce à l’élimination du chlore. En effet, au cours de la production de la soude caustique il se dégage du chlore, qui est un gaz hautement toxique. Si celui-ci est récupéré dans la fabrication du PVC, il est alors chimiquement et donc indissolublement lié et peut ainsi être évacué sans danger. En 1913, début de la production industrielle de PVC par le procédé en émulsion. En 1914, Klatte dépose le brevet de fabrication du chlorure de vinyle par réaction entre l’acétylène et le chlorure d’hydrogène :
HCCH + HCl H2C=CHCl
et de l’obtention de “masses plastiques” à partir de celui-ci.
Au début des années 1930, la production industrielle du PVC apparaît. Le délai entre le dépôt du brevet et le démarrage de la production industrielle, correspond à la recherche des nombreux adjuvants nécessaires à la transformation de la poudre de PVC.
Ces adjuvants sont :
des stabilisants pour absorber l’acide chlorhydrique qui se dégage lors de la gélification.
des lubrifiants qui empêchent le PVC d’adhérer aux parois des moules.
des plastifiants qui permettent d’obtenir des pièces de souplesse variable.
En 1933 : aux Etats-Unis, Senon brevette l’utilisation des esters des acides phosphorique et phtalique comme plastifiants et la société Union Carbide réalise la première production industrielle de PVC.
En 1935 : la société BASF, en Allemagne, met en service son premier atelier de production de PVC, après avoir lancé un programme de recherche sur les méthodes de polymérisation et de mise en œuvre de ce produit. Le nouveau polymère est d’abord utilisé à la place du caoutchouc dans l’isolation des câbles électriques.
En 1939 : Saint-Gobain met en service un atelier de production de PVC dans la banlieue de Lyon, à Saint-fons.
Au Japon, Shin Nippon lance une unité de production.
En 1940 : ICI met en service la première unité anglaise produisant du PVC.
Mise en service des premiers ateliers de production de PVC
Année
Pays
Sociétés
1933 USA Union Carbide
1935 Allemagne BASF
1939 France Saint-Gobain
1939 Japon Shin Nippon
1940 Angleterre ICI
Après la Seconde Guerre mondiale, la technique du calandrage permet le développement de l’utilisation des feuilles en PVC plastifié en remplacement du cuir dans la maroquinerie. A cette période, Peter Goldmarck, directeur des recherches de CBS, met au point les premiers disques microsillons sur support de copolymères de chlorure de vinyle et d’acétate de vinyle.
Vers le milieu des années 1960, le PVC commence à remplacer le verre dans les emballages, alimentaires ou non, et son développement va être spectaculaire, surtout en France. Les progrès accomplis dans le domaine des stabilisants et dans la technologie des extrudeuses contribuent à la croissance rapide du PVC rigide, en particulier dans les applications du bâtiment : canalisations, gouttières, huisseries...
Evolution de la production mondiale de PVC
(en tonne/an)
III. Qu’est-ce que le PVC et comment est-il fabriqué ?
Description générale : thermoplastique commercial amorphe pouvant être transparent et incolore mais étant le plus souvent pigmenté. Ce plastique est dur, solide et naturellement lent à la combustion avec une résistance chimique convenable (les solvants sont son point faible, en particulier en ce qui concerne leur rupture sous charge). Il présente de bonnes propriétés de protection et une résistance aux UV mais une plage de température opérationnelle limitée, devenant fragile à 5°C (à moins d’être modifié) et une température d’utilisation maximum de 50°C.
Etant donné que les PVC sans additif se décomposent avant leur fusion, leur procédé de fusion ne peut se réaliser que par l’addition de stabilisant où l’utilisation de copolymères (ou par l’addition de plastifiants, produisant des composés à propriétés différentes).
Les utilisations comprennent les produits de construction par exemple les garnitures et habillages de fenêtres, les tuyauteries et attaches, les carrelages mais aussi les bouteilles, les pellicules et les disques 45 et 33 T. Bien que le PVC soit largement utilisé pour l’isolation de câbles, celui-ci est normalement fabriqué à partir de variétés plastifiées (ou bien parfois à partir de PVC réticulé pour obtenir une inflammabilité minimale).
Le PVC est fabriqué à base de deux matières naturelles : le pétrole et le sel. Le pétrole apporte le carbone nécessaire, tandis que le sel fournit le chlore. Dans certains pays, le pétrole est remplacé par du gaz ou du charbon.
A l’instar de tous les polymères, le PVC est une longue chaîne constituée d’éléments identiques ou monomères. Le monomère est un chlorure de vinyle (CH2=CH-Cl). Une molécule de PVC contient de 750 à 1500 monomères.
Le processus de fabrication comporte 5 étapes :
1. extraction du pétrole et du sel
2. production de pétrole et d’éthylène
3. synthèse du chlorure de vinyle (VC) monomère des deux produits précités
4. polymérisation (composition d’une chaîne de molécules) du chlorure de vinyle en chlorure de polyvinyle (PVC)
5. mélange du PVC avec divers additifs afin d’obtenir des variantes aux propriétés diverses.
Etant donné que la production de PVC ne joue qu’un rôle secondaire dans l’extraction du pétrole et du sel, seules les quatre étapes suivantes nous intéresseront.
A. La production de chlore et d’éthylène
1.Le chlore
Le chlore est un gaz vert jaunâtre dégageant une odeur âcre et désagréable. Il est environ 2,5 fois plus lourd que l’air et se dissout facilement dans l’eau. Comme le chlore se lie aisément à d’autres substances, on ne le trouve pas sous forme pure dans la nature.
Il existe trois procédés d’électrolyse (fission électrique) : à membrane, au mercure et à diaphragme. Le chlore est produit par électrolyse du chlorure de sodium (NaCl ou sel de cuisine ordinaire).
L’électrolyse du chlorure de sodium sert non seulement à la préparation de chlore, mais également d’hydroxyde de sodium (NaOH), l’un des principaux produits chimiques. L’hydroxyde de sodium (ou soude caustique) est notamment utilisé dans l’industrie du papier, de l’aluminium et du savon, mais aussi dans les installations d’épuration d’eau et le nettoyage de bouteilles en verre.
Le procédé d’électrolyse au mercure ou procédé par amalgame utilise des cellules de mercure pour scinder le sel en chlore et en soude caustique. Les préparations de soude caustique et de chlore vont de pair, si bien qu’une restriction de la consommation de chlore dans la fabrication du plastique réduirait directement l’offre de soude caustique pour d’autres branches industrielles.
2.L’éthylène
L’éthylène, également appelé éthène, est un gaz incolore représentant une matière importante pour la chimie organique.
La matière première de base de l’éthylène est le pétrole fractionné par raffinage en différentes matières premières. L’un de ces composants est le naphta, fractionné dans un craqueur en éthylène et autres hydrocarbures.
L’éthylène et les autres hydrocarbures sont des composants indispensables pour la fabrication du PVC, mais aussi de la plupart des autres matières plastiques. La production de matières premières destinées à l’industrie du plastique n’absorbe toutefois que 4% de la production de pétrole. 86% du pétrole produit sont sous l’une ou l’autre forme.
B. La production du chlorure de vinyle monomère
La production de chlorure de vinyle, composant de base du PVC, se déroule en deux étapes. Lors de la première étape, l’éthylène et le chlore ou chlorure d’hydrogène sont respectivement combinés par chloration directe ou oxydation en dichloréthane (DCE) :
Chloration directe :
Oxychloration :
Ce dichloréthane est ensuite craqué en chlorure de vinyle et chlorure d’hydrogène. Le chlorure d’hydrogène est recyclé dans le procédé d’oxychloration.
Cl-CH2-CH2-Cl CH2=CH-Cl + HCl
Le chlore peut aussi être remplacé par du chlorure d’hydrogène externe. Le chlorure d’hydrogène est obtenu sous la forme de sous-produit lors de la production de sulfate de potassium et de sodium.
A pression atmosphérique et température ambiantes, le VC est un gaz. Pour les besoins du transport, il est comprimé en un liquide stocké et transporté dans des conteneurs sphériques spéciaux à parois épaisses.
La production et le processus de craquage de DCE en VC ne génèrent qu’une faible quantité d’autres hydrocarbures chlorés (2,5%) lesquels sont, après récupération, transformés par des tiers.
C. La production de PVC
Les méthodes de fabrication du PVC sont multiples, les plus répandues étant celles de la polymérisation en suspension et en émulsion.
1. La polymérisation en suspension
Ce procédé est, dans sa première phase, discontinu : on introduit dans des réacteurs, souvent appelés autoclaves, de l’eau, le chlorure de vinyle monomère, des catalyseurs et divers additifs.
La réaction de polymérisation est exothermique ; elle se déroule dans des autoclaves contrôlés en température et pression et munis de dispositifs d’agitation mécanique.
A la fin de la polymérisation, on obtient une suspension dans l’eau de grains de PVC d’environ 100 microns dans l’eau. On transverse ensuite ce mélange, appelé : “slurry”, dans un dégazeur afin d’en extraire le VC qui n’a pas réagi. Ce VC est récupéré et recyclé.
Vient ensuite la phase continue : le “slurry” est envoyé dans de grands réservoirs munis d’un système d’agitation, puis il est transféré vers des essoreuses qui permettent l’élimination quasi totale des eaux-mères.
Après essorage, on recueille un “gâteau humide” qui est séché dans un sécheur rotatif ou dans un sécheur à lit fluidisé.
Le produit obtenu, une poudre blanche qui ressemble à du sucre, est mis en silo (extraction souterraine, réservoir au-dessus ou au-dessous du sol où l’on entrepose les produits agricoles pour être conserver) pour être livré en vrac ou est emballé en sacs.
2. La polymérisation en émulsion
La polymérisation en émulsion s’effectue selon le principe qu’en suspension, mais avec des catalyseurs et des additifs très différents : un mélange d’eau et de chlorure de vinyle est agité de sorte que le chlorure de vinyle soit dispersé en très fines gouttelettes. Ce mélange est ensuite porté à la température et à la pression de polymérisation désirées.
En fin de polymérisation, l’autoclave contient une émulsion stable de fines particules de PVC (inférieures à un micron) dans l’eau. Cette émulsion d’aspects laiteux, appelée “latex”, est envoyée dans de grands réservoirs et, comme dans le procédé en suspension, la phase continue peut commencer.
L’essorage est toutefois impossible en raison de la finesse des grains du latex. Aussi doit-on évaporer toute l’eau, ce qui rend le procédé beaucoup plus coûteux. Les particules de PVC sont en effet séparées de l’eau par pulvérisation du latex en fines gouttelettes dans un courant d’air chaud. Cette opération est réalisée dans de grandes tours de séchage appelées “sécheurs-atomiseurs”.
Une autre différence avec la suspension se situe ici : la structure du produit ne dépend pas seulement de ce qui se passe dans le réacteur, mais aussi des conditions du séchage : le mode de pulvérisation conditionne la qualité du produit final.
A la sortie du sécheur, on obtient des grains de PVC de faible diamètre (50 microns en moyenne), constitués par l’agglomération de particules de PVC formées au cours de la polymérisation. Ces grains de PVC sont tamisés. Dans certaines applications, le produit sera utilisé tel quel, mais dans la majorité des cas, il doit encore subir une opération de broyage qui ramène de 50 à 15 microns la granulométrie de la poudre, qui est alors semblable à de la farine.
Dans le procédé en émulsion, la structure et les caractéristiques finales du produit, sont établies en fonction des desiderata du client, par action sur les conditions de polymérisation, de séchage et de broyage. Ce procédé, plus complexe et plus onéreux, est utilisé pour la mise au point de qualités de résines spéciales destinées à des applications très spécifiques (enduction, moulage, trempage).
IV. Les aspects sécurité et environnement liés au PVC
L’industrie chimique travaille avec des substances dont les propriétés spécifiques exigent l’élaboration de mesures de protection des travailleurs, de la population et de l’environnement. De nombreuses substances sont explosives, inflammables, irritantes, toxiques ou cancérogènes. L’industrie est tenue de traiter ces substances avec la plus grande prudence et de limiter les risques autant que possible. Il en résulte, selon les statistiques de l’Inspection Technique de l’Administration pour la Sécurité au travail en Belgique, que la fabrication des produits chimiques est l’un des processus industriels les plus sûrs. Les risques que courent les travailleurs de l’industrie chimique sont comparables aux risques d’accident domestiques. Selon une étude britannique tenant compte du nombre d’accidents mortels par 100 millions d’heures de travail, le secteur chimique se classe au bas de l’échelle, avec 4 décès. Ce chiffre passe à 10, pour l’agriculture, 35 pour le secteur de la pêche et 67 pour le bâtiment. Le personnel navigant occupe une position nettement moins confortable avec 250 décès, tandis que les escaladeurs atteignent les sommets avec 4000 accidents mortels. Cette étude indique par ailleurs qu’un automobiliste court 14 fois plus de risques qu’un ouvrier de l’industrie chimique.
Si les accidents doivent être réduits au minimum, il en va de même des émissions atmosphériques.
Dans la fabrication du PVC, nous retiendrons notre attention sur les aspects sécurité et environnement du chlorure de vinyle et du PVC lui-même.
A. Le chlorure de vinyle
Le chlorure de vinyle est un gaz incolore liquéfié par compression afin de pouvoir effectuer aisément son transport. Le produit dégage une odeur douce et agréable, perceptible à des concentrations de l’ordre de 260 ppm. ( partie par million = mesure d’une pollution chimique)
Les connaissances relatives à la toxicité du VC ont sensiblement progressé au fil du temps. Jusque dans les années 60, l’on connaissait essentiellement ses effets sur le système nerveux central. A une exposition de milliers de ppm, on notait des symptômes comme l’euphorie, les céphalées, le vertige et la perte de conscience, bref autant de signes comparables à ceux d’une intoxication par l’alcool. On a même tenté d’utiliser le VC, comme substitut du chloroforme, pour les anesthésies. Etant donné que le produit ne semblait pas très anesthésiant et qu’en outre, il provoquait sur les chiens servant de cobayes de sérieuses arythmies cardiaques (fibrillation ventriculaire), il a été rapidement écarté comme anesthésique.
Depuis les années 60, différents médecins du travail des USA et d’Europe ont décrit une même triade primaire : décalcification des phalangettes des doigts et de certaines autres parties du squelette (acro-ostéolyse), souvent précédée d’une diminution de l’apport sanguin (phénomène de Raynaud), entraînant souvent un épaississement de la peau des mains et des avant-bras (sclérodermie). On constatait en outre une évolution des tissus du foie et de la rate. Cette propagation marquante d’un syndrome autrefois connu allait donner naissance à l’appellation de “maladie du chlorure”. Cette maladie était principalement observée chez les ouvriers chargés de nettoyer les cuves de réacteurs dans les entreprises de PVC.
Au début des années 70, Viola, un médecin d’entreprise italien, constata, dans le cadre d’une expérience visant à provoquer l’acro-ostéolyse chez des rats, la présence d’un nombre accru de tumeurs des poumons, des os et de la peau. En 1974, le professeur Maltoni de l’Université de Bologne arriva à cette même constatation. Il découvrit en outre que, sur des rats exposés longtemps et intensivement à de hautes concentrations de VC, une tumeur des vaisseaux sanguins du foie, l’angiosarcome, se développait parfois. Lorsqu’en 1974, deux médecins d’entreprise américains constatèrent également trois cas d’angiosarcome sur des travailleurs décédés, le lien avec le VC fut démontré. L’incidence annuelle de cette tumeur du foie s’élève en effet, sur l’ensemble de la population, à environ 0,25 par million de personnes. Cette tumeur peut également être provoquée outre par le VC, par l’arsenic ou le thorostrate.
Entre-temps, le problème a été pratiquement résolu. Aucun cas de maladie dû au chlorure de vinyle, avec une période de latence de 1 à 2 ans, n’a été constaté parmi les travailleurs qui ont commencé dans les années 70. A ce jour, l ‘exposition industrielle au VC est tellement réduite qu’il est improbable qu’elle puisse encore donner lieu à un angiosarcome.
Sur le plan épidémiologique, on a cependant constaté que le temps de latence d’un angiosarcome (temps durant lequel la maladie reste indécelable) s’élève à une vingtaine d’années. Ce qui signifie que de nouveaux cas d’angiosarcome, suite à une exposition antérieure, peuvent encore se produire. La tendance est cependant clairement à la baisse, ce qui confirme que le problème est totalement maîtrisé.
B. Le PVC
Le PVC est inerte (il ne provoque aucune réaction des corps avec lesquels il est en contact). Pour le PVC en poudre, on retient la valeur CMA (concentration maximale admissible sur le lieu de travail) applicable aux substances inertes.
La concentration résiduelle de VC dans le PVC en poudre est très faible (de l’ordre de 1ppm ou une part million).
Le risque de cancer par ingestion de VC via des aliments ou boissons est dès lors négligeable.
V. Les additifs.
Le PVC doit sa polyvalence aux propriétés avantageuses du polymère ; ces propriétés peuvent être modifiées en faisant varier les conditions de production et par adjonction de substances diverses. Il est ainsi possible de fabriquer un grand nombre de PVC aux propriétés les plus variées. Les propriétés mécaniques du PVC peuvent varier d’une extrême rigidité à très grande souplesse par l’addition contrôlée de plastifiants. Le PVC peut être coloré par l’addition de divers colorants. Le PVC rigide est en soi ignifuge (c’est-à-dire qu’il rend ininflammables les objets naturellement combustibles) ; le PVC souple peut également être adapté aux environnements dans lesquels existe un risque d’incendie par l’addition de produits ignifugeants comme les appareils électriques.
Les principaux additifs intervenant dans la transformation du PVC sont les stabilisants, les plastifiants, les pigments, les charges, les lubrifiants et éventuellement les produits ignifugeants.
A. Les stabilisants
Exposés à des températures élevées, à des produits chimiques oxydants ou à la lumière ultraviolette, les plastiques risquent de s’abîmer et de se dégrader. Les stabilisants permettent aux plastiques de résister à ces conditions. Il existe en principe, deux types de stabilisants : les primaires (métaux) et les secondaires (co-stabilisants non métalliques =produits tels que, phosphites organiques, produits époxydes, anti-oxydant organiques et polyalcools). Ils représentent 2 à 3% de l’article fini en PVC.
Les stabilisants primaires sont des dérivés du baryum, du potassium, du calcium, du plomb, de l’étain et du zinc. Le cadmium est progressivement remplacé en raison de sa toxicité. Le cadmium n’a d’ailleurs jamais été intégré dans les emballages de produits alimentaires ou de médicaments, même dans le passé, mais uniquement dans des applications extérieures durables exigeant une grande résistance aux intempéries. Le plomb est utilisé sous forme de sels d’acide sulfurique, d’acide phosphorique ou d’acide stéarique. Tous les stabilisants sont fixés dans le PVC. Ce dernier ne libère pas de stabilisants dans l’environnement sous l’influence des intempéries et du vent. La “lixiviation” de stabilisants est considérée comme insignifiante. Les co-stabilisants augmentent eux aussi la stabilité du PVC.
B. Les plastifiants
Les plastifiants sont des produits organiques à haut point d’ébullition. L’adjonction de 20 à 50% de plastifiant au PVC rend le plastique plus souple. On obtient ainsi un PVC plastifié ou souple au large champ d’applications (emballages, câbles, tuyaux de jardin, jeux, etc.). La plupart des plastifiants sont des alcools à base d’acide phtalique. Le diéthylhexylphtalate (DEHP), mieux connu sous le nom DOP (dioctylphtalate), en est de loin le plus utilisé. Son large domaine d’application en fait l’une des substances chimiques les plus surveillées et, au stade des découvertes actuelles, il semble que la crainte de cancer présumé chez l’homme ne soit pas fondée.
La toxicité aiguë de ce produit est extrêmement réduite : la LD50 (dose mortelle chez 50% des cobayes) s’élève à plus de 30 g/kg de poids corporel, soit 9 fois plus que la LD50 d’éthanol (alcool ordinaire).
L’absorption admissible sans effets (NOEL, niveau sans effet observable) s’élève à 40 mg/kg de poids corporel/jour, si bien qu’un homme de 70 kg peut, en principe, absorber 2,8 grammes de DEHP pur par jour (soit, 1 kg par an) sans avoir à redouter des conséquences néfastes.
En ce qui concerne les effets à plus long terme, on a constaté certaines tumeurs chez des rongeurs, après administration de doses particulièrement élevées de DEHP pendant toute leur durée de vie. Les doses administrées étaient cependant déraisonnablement élevées et, chez les primates, aucun effet comparable n’a jamais été démontré. La Commission européenne, s’appuyant sur un avis du Comité scientifique pour l’Alimenntation humaine, a expressément confirmé que le DEHP convient pour les emballages entrant en contact avec des denrées alimentaires étant donné que “rien ne laisse présager d’effets nuisibles pour l’homme”. Elle a également interdit aux autorités danoises, en date du 25 juillet 1990, d’inscrire le DEHP sur la liste des substances potentiellement cancérogènes. Les phtalates sont peu solubles dans l’eau et présentent une faible tension de vapeur. Ils ne se libèrent donc du PVC qu’en infimes quantités et subissent une rapide biodégradation dans le monde extérieur (demi-vie : environ 28 jours). Ces substances sont d’ailleurs également présentes dans la nature, notamment dans la livèche et le céleri. Quoi qu’il en soit, de petites quantités de plastifiants des matériaux d’emballages peuvent migrer dans les produits alimentaires. Les recherches démontrent que l’absorption de plastifiants par l’homme par cette voie reste limitée à 0,1 mg/kg de poids corporel/jour ou 2,5 g maximum par an (personne de 70 kg), soit 400 fois de moins que le niveau sans effet observable. Ce niveau est donc 400 plus bas que celui auquel aucun effet toxique n’est escompté.
C. Les pigments
Les pigments sont additionnés au PVC et autres matières plastiques à des concentrations de 0,1 à 4%. On peut ainsi obtenir du PVC de toutes les couleurs. De nombreux pigments traditionnels pour les plastiques contiennent du chrome ou du plomb. Ces colorants et leurs produits de décomposition susceptibles de se former pendant la fabrication sont toxiques. L’AR (Arrêté Royale) du 11 mai 1992 a prohibé l’utilisation de pigments de ce type dans les emballages plastique pour produits alimentaires. A cet égard, les colorants organiques posent moins de problèmes et remplacent progressivement les métaux lourds. Les pigments à base de métaux lourds ne sont pas extraits du PVC en cas d’utilisation normale ou sous l’action des conditions atmosphériques.
D. Les charges
Des charges sont parfois utilisées afin de réduire le prix de revient du PVC, d’en accroître la résistance au feu ou d’en renforce certaines autres propriétés physiques. Les charges les plus répandues sont la craie, le talc et, dans une moindre mesure, l’oxyde de magnésium. Le PVC peut contenir jusqu’à 50% de charges. Celles-ci ne présentent aucun danger pour la santé ou l’environnement.
E. Les lubrifiants
Les lubrifiants facilitent la transformation du PVC et contribuent à ce que ce dernier n’adhère pas aux surfaces de contact métalliques des machines. Il s’agit de cires organiques, d’alcools gras, d’acides gras, d’esters et de sels métalliques. Ils ne présentent aucun risque pour la santé et n’interviennent qu’à très faibles concentrations dans le PVC.
F. Les ignifugeants
Le PVC rigide est ignifuge par nature. Des substances ignifugeantes sont ajoutées au PVC souple parce que l’adjonction de plastifiants augmente son inflammabilité. Dans les applications où l’ignifugation est une condition impérative, des substances telles que le trioxyde d’antimoine, l’hydroxyde d’aluminium et l’oxyde de magnésium sont additionnées aux formules de PVC souple ; on utilise aussi parfois des esters d’acide phosphorique ou de la chloroparaffine. La poussière de trioxyde d’antimoine peut être cancérogène en cas d’inhalation. Aussi est-elle exclusivement mise en œuvre sous forme de granulés pratiquement exempts de poussière.
G. Les autres additifs
Outre les additifs précités pour le PVC, d’autres matières auxiliaires sont également additionnées en faibles quantités selon le domaine d’application :
Agents porogènes, intervenant dans la fabrication de couches de mousse en PVC. On utilise à cette fin de l’azodicarbonamide (ADCA) et du (sulfo)hydrazide de toluène.
Fongicides, pour protéger le PVC souple essentiellement contre les agressions de micro-organismes. On utilise ici du 10,10-oxybisphénoxyarsine.
Antistatiques, pour réduire la charge statique. Les dérivés du glycol absorbant l’eau de l’atmosphère conviennent à cet effet.
Modifications polymères pour améliorer la résistance à l’impact et au choc, surtout à basses températures (acrylates, ABS, MBS, PE chloré).
VI. L’importance économique du PVC
A. La consommation
Après le polyéthylène (PE), le PVC est le plastique le plus utilisé. Parmi les autres matières plastiques de premier plan, citons également le polypropylène (PP) et le polystyrène (PS).
Consommation de plastiques en Europe occidentale, 1991
PE basse densité 5430000 tonnes
PE haute densité 3090000 tonnes
PVC 4905000 tonnes
PP 3920000 tonnes
PS 1791000 tonnes
Au cours de la période de 1982-1990, la consommation a progressé annuellement de 4%. Cependant, la capacité de production est restée stable en raison de la surcapacité de production accumulée dans les années 70. Depuis 1990, la production et la consommation de PVC en Europe occidentale sont globalement en équilibre.
Les perspectives de croissance du PVC sont les plus marquantes dans les régions où les besoins matériels sont les plus élevés. Sur le plan matière première, dans les pays occidentaux, le PVC est un plastique particulièrement intéressant, notamment dans les pays qui, comme la Belgique, ne possèdent pas leurs propres réserves de pétrole.
B. La production
Dans la Communauté européenne, le PVC est fabriqué par 15 entreprises dans 9 pays :
Capacité de production de PVC dans la CE (1991) :
Pays Tonne/an %
Allemagne 1.660.000 30,9
France 1.220.000 22,7
Italie 855.000 15,9
Pays-Bas 395.000 7,3
Espagne 395.000 7,3
Royaume-Uni 385.000 7,2
Belgique 300.000 5,6
Portugal 95.000 1,8
Grèce 73.000 1,3
Total 5.378.000 100,00
Il ressort de ce tableau que la Belgique, en dépit de sa population relativement réduite, est un important producteur de PVC. Par habitant, notre pays est même le plus gros producteur de PVC de la communauté Européenne.
Le PVC et sa matière première, le VC, sont produit dans 3 entreprises :
Solvay, à Jemeppe sur-Sambre (200.000 tonnes de VC+PVC/an), BASF, à Anvers (100.000tonnes de VC+PVC/an) et LVM (Limburgse Vinyl Maatchappij), à Tessenderlo (520.000 tonnes de VC/an). Kaneka à Westerlo produit chaque année 35.000 tonnes de MBS (méthylméthacrylate-butadiène-styrène) utilisé pour améliorer la résistance au choc du PVC. Bruxelles abrite le siège principal d’EVC, le plus grand producteur européen de PVC.
En Belgique, l’emploi dans la production, la recherche et la vente sont estimés à 1.500 personnes, pour la majeure partie hautement qualifiée.
En 1990, la production belge de VC et de PVC représentait un chiffre d’affaire d’environ 16,8 milliards de FB. Celui correspondant à la production d’additifs pour le PVC est de plus de 5 milliards FB; 250 personnes sont employées dans cette branche.
En 1991, quelque 200.000 tonnes de PVC ont été transformées en produits finis et semi-finis en Belgique. Le chiffre d’affaires de ces activités est à de plus de 30 milliards FB. La transformation du PVC occupe plus de 6.000 personnes, soit 25% de l’emploi de l’industrie de transformation du plastique en Belgique.
Chiffre d’affaires et emploi dans le secteur belge du PVC :
Chiffre d’affaires en milliards de FB
Travailleurs
Production
Additifs
Transformation
16,8
5
30
1.500
250
+/- 6000
Total
51,8
+/- 7.750
En 1990, les exportations de chlorure de vinyle et de PVC représentaient quelque 14,7 milliards de FB. 70% des artifices et demi-produits fabriqués sont exportés, apportant ainsi 21 milliards de FB à l’économie belge. Globalement, l’industrie du PVC représente un apport de 35,7 milliards de FB à l’économie du pays, soit 15% de la valeur des exportations belges de plastiques. Ajoutons encore à cela les exportations des additifs destinés au PVC tels que le MBS, les plastifiants, le dioxyde de titane et les charges minérales.
VII. Le PVC dans les déchets
A. Le flux de déchets
La quantité de PVC qui rejoint le flux de déchets et qui contribue ainsi au problème de la montagne de déchets est nettement inférieure à ce que l’ont pourrait penser. Les consommateurs des pays de l’Union Européenne produisent plus de 144 millions de tonnes de déchets ménagers. Or, les matières plastiques ne représentant que 7% environ des déchets en poids. Le PVC ne représente que 0,6% seulement de la totalité des déchets ménagers.
L’une des raisons de ce faible niveau de PVC dans les déchets ménagers réside dans le fait que plus de 70% de ce produit sont utilisés pour des applications qui ont une durée de vie supérieure à dix ans, certaines, comme les tuyauteries, dépassant même 70 ans. Des quantités plus importantes de déchets résultant d’applications à longue durée de vie du PVC n’entreront dans le flux des déchets qu’après l’an 2010, autrement dit une époque où des plans de gestion globaux des déchets auront été mis en place pour ce produit. (récupération systématique pour le recyclage)
B. Les initiatives de la Commission des Communautés Européennes
Plusieurs Etats membres ont déjà pris l’initiative des actions menées pour résoudre le problème des emballages et des déchets d’emballages, principalement en instaurant le principe se la responsabilité partagée en matière de gestion des emballages, des producteurs, des utilisateurs et des distributeurs, ainsi que des pouvoirs publics et des consommateurs.
Pour éviter que ces mesures ne créent des entraves à la libre circulation des marchandises à l’intérieur de la Communauté et pour assurer un haut niveau de protection de l’environnement, la Commission des Communautés Européennes a décidé de proposer une directive entièrement nouvelle, qui s’appliquerait à tous les emballages et à tous les déchets d’emballages :
« Proposition de directive du conseil relative aux emballages et aux déchets d’emballages ».
La directive proposée est basée sur :
Des mesures harmonisées
Une approche normative
Une harmonisation stricte des critères pouvant servir de base à l’élaboration de pratiques nationales.
Une hiérarchisation de la gestion des déchets de la Commission des Communautés Européennes.
Hiérarchie de la Commission des Communautés Européennes :
Prévention de la production de déchets d’emballages
Récupération des déchets
Décharge des déchets en toute sécurité
Pour se conformer à l’objet de la présente directive, les Etats membres prennent les mesures nécessaires pour atteindre les objectifs chiffrés entre autre :
“Quant à la valorisation des déchets d’emballages : 10 ans au plus tard à compter de la date limite de transposition en droit national de la présente directive, 90% en poids de la production de déchets d’emballages seront retirés du flux de déchets pour être valorisés. Dans le cadre de cet objectif global de valorisation, et dans le même délai, 60% en poids de chaque matériau entrant dans les déchets d’emballages seront retirés du flux de déchets pour être recyclés”.
Dans le même article (n°4) de la directive on peut lire :
“Si la recherche scientifique ou toute autre technique d’évaluation, telle que les éco-bilans, démontre que d’autres procédés de valorisation offrent plus d’avantages pour l’environnement, les objectifs chiffrés de recyclage peuvent être modifiés conformément à la procédure prévue à l’article 17”.
La principale priorité, en ce qui concerne les emballages et les déchets d’emballages, est la prévention. Une des exigences portant sur la fabrication et la composition de l’emballage est :
“L’emballage sera fabriqué de manière à limiter son volume et son poids au minimum nécessaire pour assurer le niveau requis de sécurité et d’acceptabilité aussi bien du point de vue du produit emballé que de celui du consommateur ”.
C. La Prévention maximale de la quantité totale des déchets d’emballage
L’industrie du plastique s’est ralliée à une politique de gestion intégrale des déchets et soutient la hiérarchie de la Commission Européenne qui, comme nos autorités régionales, accorde la priorité, dans l’approche du problème des déchets, aux mesures préventives.
La prévention signifie une réduction de la production de déchets à la source, tant en termes quantitatifs et qualitatifs. Par prévention quantitative, on entend, d’une part, la réduction des matières premières et de l’énergie à utiliser et, d’autre part, la réduction des déchets à éliminer définitivement. La prévention qualitative couvre la suppression des matériaux et substances nuisibles.
L’utilisation d’emballages en plastique et en PVC répond à l’objectif de prévention, non seulement pour des raisons écologiques, mais aussi économiques. Grâce à une constante optimisation des procédés de fabrication, les emballages en plastique par des alternatives a des conséquences néfastes sur le poids et le volume des déchets ; le remplacement de la feuille rigide en PVC par d’autres matières aboutit aux mêmes conséquences
L’industrie du plastique et de l’emballage cherche également à réduire la quantité de matériaux d’emballages par un design novateur. De même, le réemploi doit être envisagé, en tenant compte bénéfice net pour l’environnement qui doit être présent, de l’une ou l’autre manière, sur l’ensemble du cycle de vie. Les aspects de la santé et de l’hygiène doivent également entrer en ligne de compte dans le bilan final.
VIII. Le recyclage du PVC
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Quelle que soit la durée de vie d’un produit, il finira inévitablement par n’avoir plus aucune utilité pratique. Si, après transformation, le produit peut retrouver une nouvelle fonction, il va de soi qu’une moindre quantité de matières premières sera nécessaire.
A. Les principes généraux
Depuis peu, le recyclage des plastiques retient autant d’attention que celui des autres matériaux. Il ressort toutefois d’une étude réalisée en 1991 que les plastiques sont davantage recyclés qu’on ne le croyait jusqu’à présent. Chaque année, quelques 11,4 millions de tonnes de déchets plastiques sont produits, qui proviennent non seulement des déchets ménagers, mais aussi des déchets de l’agriculture, de l’automobile, de la constriction, de la distribution à grande échelle et de l’industrie. Plus de 7% sont réutilisés dans diverses applications comme la doublure d’anoraks, la production de dalles de sol et de sacs poubelles. En Belgique, les quelques 25 entreprises spécialisées dans le recyclage de plastiques présentent globalement une capacité de plus de 100.000 tonnes par an.
Le retraitement de plastiques comme le PVC pose une série de problèmes techniques, toutefois solubles. Les points cruciaux sont la collecte et le tri des différents type de déchets, mais aussi l’écoulement des produits obtenus par recyclage.
L’Europe compte déjà plusieurs entreprises de recyclage du PVC. Elles acceptent les déchets de PVC sous la forme de bouteilles, tuyaux, dalles de sol et profilés. De nouvelles initiatives sont constamment lancées et une part croissante des déchets de PVC est recyclée.
B. Les emballages
Les déchets les plus frappants, mais aussi les plus difficiles à recycler, sont générés par les produits non durables, en particulier les emballages.
Environ la moitié des matériaux d’emballage en PVC se compose de bouteilles. Le recyclage s’instaure peu à peu. Une fois collectées, les bouteilles sont déchiquetées, lavées, broyées et retransformées en tuyaux de drainage, revêtements de sols, etc. En ce qui concerne la Flandre, l’OVAM et le VIAC ont conclu, en juillet 1988, un accord de collaboration en vue d’étudier le recyclage de ces emballages. Un an plus tard, un projet pilote était lancé. Les bouteilles en plastique étaient collectées via 10 parcs à conteneurs communaux. Les bouteilles en plastique étaient recyclées en tuyaux d’égout par Ecoplast et Solvay. L’expérience ainsi acquise a démontré que les emballages de boissons en PVC sont totalement recyclables lorsqu’ils sont collectés de manière sélective.
Se fondant sur cette expérience, Solvay a progressivement multiplié les points de ramassage des bouteilles en PVC. En ce moment, des projets de collecte Solvay sont opérationnels dans 180 communes belges.
L’autre moitié des emballages en PVC se compose principalement de feuilles d’emballage, pots à beurre, blisters, etc. Avec les bouteilles en PVC, ils représentent 9% des plastiques présents dans les déchets ménagers, soit 0,65% de l’ensemble des déchets ménagers. Le recyclage des déchets plastiques n’est encore qu’à ses débuts, mais progresse rapidement.
Techniquement, il est relativement simple de recycler un seul type de plastique ; cependant, le tâche se complique lorsqu’il s’agit de séparer les différents types de plastiques présents dans les ordures ménagères. En outre, ces déchets sont fortement souillés, ce qui fait évidemment du tri manuel un travail peu attrayant.
La solution à ce problème consistait à recycler les plastiques mélangés. Conjointement avec le recyclage homogène (par exemple de bouteilles) et au recyclage de matières premières, cette technique augmentera le quota de recyclage.
En 1989, LVM a créé, avec la Kempische Steenkolenmijnen (KS) et l’OVAM, une filiale commune appelée EKOL. Cette dernière, implantée à Beringen, recycle les déchets plastiques mélangés. Bien que la technologie soit encore en plein développement les applications sont de plus en plus variées : depuis les piquets, poteaux et bancs traditionnels jusqu’au mobilier urbain comme les parois antibruit, les ronds-points et les îlots routiers mobiles. La production a démarré en 1991 avec une capacité annuelle de 1.000 tonnes. Fin 1992, cette capacité se chiffrait à 2.500 tonnes, 3.000 tonnes en 1993 et à 4.000 tonnes en 1994.
C. Les autres sources de déchets en PVC
Le PVC non contaminé par d’autres matériaux peut parfaitement être recyclé. Les profilés de construction et les tubes en PVC peuvent être transformés en nouveaux produits de qualité. LVM s’est engagée, via une filiale néerlandaise, dans un projet de recyclage pour systèmes de canalisation (le projet FKS). Les tuyaux en PVC récupérés à la suite de la démolition ou du remplacement d’égouts peuvent être ramenés au fabricant de tuyaux neufs. Selon les estimations, 1.000 tonnes ont été collectées et traitées en 1990, soit 60% de l’ensemble des déchets de tuyaux en plastique provenant de démolition ou de rénovation. Pour 1993, cette quantité s’élevait à 2.000 tonnes.
Dans certains secteurs où le PVC est traité avec d’autres matériaux (câbles, textiles, chaussures), les déchets ne peuvent être retraités au sein de l’entreprise même. Ils sont transportés par des tiers. La séparation des composants s’avère difficile et coûteuse, ce qui limite les possibilités de recyclage. L’incinération s’impose parfois comme l’unique solution possible. Si l’incinération se déroule dans des conditions rigoureusement contrôlées, elle ne pose aucun problème. Chacun a toutefois intérêt à ce que ladite “incinération de câbles” non contrôlée soit arrêtés aussi rapidement que possible.
D. Les déchets industriels de PVC
Les perspectives de recyclage des déchets industriels de PVC sont encourageantes. Cette opération commence déjà pendant le processus de production : les déchets de production sont intégralement recyclés. L'une des filiales françaises de LVM, spécialisée dans la fabrication de systèmes de canalisations, achète également des matériaux d’emballage industriels en PVC à l’extérieur (essentiellement des blisters) et les recycle en tuteurs pour ceps de vignes, en tubes et autres applications.
E. Le recyclage des matières premières
Des raisons techniques et écologiques propres au recyclage des matériaux limitent son développement rapide. D’autres formes de recyclage devront contribuer à la réalisation des objectifs.
Les polymères plastiques peuvent aussi être reconvertis en matières premières qui sont à nouveau utilisées dans les raffineries, dans la pétrochimie et la production chimique est possible.
Les applications de recherche sur le terrain commencent à porter leurs fruits. Non seulement les types de plastiques homogènes peuvent être décomposés pour obtenir leurs matières premières de base, mais on peut transformer aussi les déchets plastiques mélangés ou déchets d’emballage ménagers à base de PVC en huile synthétique, réutilisable dans les procédés de raffinage et de craquage. Les recherches futures devront toutefois prouver que cette forme de recyclage peut être opérée de manière écologique et économique.
IX. L’incinération du PVC
Les déchets plastiques ne peuvent pas tous être recyclés. Une partie d’entre eux doit obligatoirement être incinérée. Le volume s’en trouve ainsi considérablement réduit tandis que l’énergie est produite.
A. La récupération d’énergie par incinération
En Belgique, 45% des déchets plastiques générés par les consommateurs sont incinérés avec récupération d’énergie. Au Danemark, ce sont 60% des déchets plastiques qui sont incinérés. Si l’ensemble de la Communauté européenne incinérait les ordures ménagères dans la même proportion que le Danemark, elle produirait autant d’énergie que 17 centrales nucléaires de moyenne capacité. A Bruxelles, l’incinération des ordures ménagères produit 5% de la consommation d’électricité.
En termes de rendement énergétique, le PVC induit un enrichissement des ordures ménagères. Bien qu’il ne représente que 0,65% de la masse, il fournit environ 2% de l’énergie lors de l’incinération. En outre, des études récentes ont fait apparaître une diminution des émissions inorganiques lors de la production d’énergie (g/MJ) lorsque le charbon est remplacé par des plastiques mélangés provenant des déchets ménagers.
B. Les effets de l’incinération
Dans l’incinérateur, le PVC est converti en dioxyde de carbone (CO2), eau, chlorure d’hydrogène (HCl) et quelques chlorures métalliques. Etant donné la composition chimique particulière du PVC, la quantité de CO2 par kg de matériau générée lors de l’incinération de PVC est nettement inférieure à celle résultant de l ‘incinération d’autres substances comme l’huile, le bois, le charbon ou d’autres plastiques. Lors de l’incinération, le PVC contribue donc dans une moindre mesure à l’effet de serre.
1. L’acide chlorhydrique
En règle générale, environ la moitié du chlorure d’hydrogène formé dans un incinérateur d’ordures ménagères provient de la combustion du PVC. L’autre moitié est générée par le bois, le papier, les déchets végétaux et les denrées alimentaires salines. Le chlorure d’hydrogène entrant en contact avec l’humidité ou l’eau forme de l’acide chlorhydrique. Ce dernier doit être élimé des gaz de fumées avant d’être libéré dans l’atmosphère. Les directives de la CE obligent les Etats membres à introduire l’épuration des gaz de fumées. Cette épuration des gaz de fumées est même nécessaire en l’absence de déchets de PVC car il est impossible d’éliminer le sel des incinérateurs.
Divers procédés permettent d’éliminer le HCl. Il peut être converti en NaCl. Ce sel n’est pas suffisamment pur pour être recyclé par l’électrolyse, mais peut être intégré dans d’autres branches de l’industrie chimique. Il répond en outre aux spécifications du sel d’épandage. Des systèmes de récupération et de purification de l’acide chlorhydrique proprement dit aux fins de le réintégrer dans le cycle PVC sont en cours de développement. De cette manière, quelques 50% de masse en poids peuvent, selon la composition des déchets de PVC, être récupérés, le reste étant transformé en énergie.
2. Les pluies acides
Certains groupes accusent les incinérateurs traitant le PVC d’être à l’origine des pluies acides portant atteinte aux forêts et tuant les poisons d’eau douce. Un rapport d’enquête de 1986 démontre que le PVC n’intervient qu’à raison de 3% dans la formation des pluies acides en Europe occidentale. En Belgique, cette proportion s’élève à 0,25% seulement. Lorsque les incinérateurs seront adaptés conformément aux directives européennes en la matière, le PVC ne jouera plus qu’un rôle insignifiant dans cette problématique.
3. Les chlorures métalliques et métaux lourds
Les emballages en PVC ne contiennent pas de métaux lourds toxiques. L’incinération de ce matériau ne génère que des chlorures métalliques à base de calcium, de zinc ou d’étain. De petites quantités de déchets de construction peuvent cependant aussi aboutir dans les déchets ménagers. Certains contiennent encore d’infimes quantités de métaux lourds également transformés en chlorures. Lors de l’épuration des gaz de fumées, ces derniers sont rejetés dans les effluents (eau de lavage) et peuvent être précipités. Le précipité est acheminé sous forme de boue vers une décharge pour déchets industriels.
4. Les dioxines
La “dioxine” ou les “dioxines” est un terme générique qui désigne un groupe de 210 substances appartenant aux dibenzoparadioxines et dibenzofurannes. Seules quelques-unes d’entre elles sont officiellement considérées comme toxiques avec, en tête, le 2,3,7,8-TCDD (2,3,7,8-tétrachlorodibenzoparadioxine). L’émission de 165 grammes de TCDD d’une usine de Seveso en Italie, le 10 juillet 1976, a contraint à une évacuation massive de la population locale et suscité un intérêt médiatique jusqu’alors inconnu.
On savait, depuis longtemps déjà, que les dioxines étaient des sous-produits indésirables de la synthèse d’autres produits chimiques. En 1979, des chercheurs de l’Université d’Amsterdam ont cependant aussi démontré que l’incinération d’ordures ménagères engendrait la formation de dioxines. Le PVC en a été désigné comme le principal coupable. Les dioxines peuvent notamment se former lors de l’incinération de matières organiques en présence de chlore et d’un catalyseur. La combustion d’ordures ménagères, de charbon, de bois, de papier, de tabac, d’essence contenant du plomb et de mazout produit également des dioxines. Ainsi, les bateaux naviguant en mer du Nord rejetteraient, à eux seuls, de par l’utilisation de fuel lourd, autant de dioxines dans l’atmosphère que tous les incinérateurs d’ordures ménagères des Pays-Bas réunis.
Des études expérimentales relatives à l’influence du PVC sur la formation de dioxines dans l’incinération d’ordures ménagères ont démontré que la présence de PVC dans les déchets ménagers n’exerçait aucun impact significatif sur la quantité de dioxines produites. Ces résultats étaient à prévoir, étant donné que seule une infime quantité de chlore est liée aux dioxines. En d’autres termes, la quantité de chlore présente dans les dioxines des incinérateurs ne représente qu’une très petite fraction de la quantité totale de chlore dans les déchets. Aussi, la présence ou non de PVC dans les déchets est-elle pratiquement sans influence sur la formation de dioxines. L’optimisation des conditions d’incinération et l’adaptation des installations permettraient une réduction considérable de l’émission de dioxines.
Par ailleurs, les milieux scientifiques remettent actuellement en question la toxicité des dioxines. Divers chercheurs ont indiqué que la dioxine étain hautement toxique pour les hamsters, mais que d’autres rongeurs y étaient nettement moins sensibles.
Il semble également que la dioxine ne soit, pour l’homme, pas aussi toxique qu’on le supposait dans les années 70.
Lors de la catastrophe de Seveso, 37.000 personnes ont été contaminées par du 2,3,7,8-TCCD. Aucun décès n’a été déploré, mais de nombreuses personnes ont été atteintes d’acné chlorique, une affection cutanée tenace et défigurante mais curable, sans conséquences fatales. A ce jour, plus de 10 ans de contrôle médical des personnes contaminées, on n’enregistre, au sein de cette population, aucune augmentation significative du nombre moyen de malformations congénitales, de cancers ou de décès.
X. La décharge comme alternative écologique
La décharge est la formule d’élimination des déchets la moins attractive parce qu’elle n’offre aucune perspective de réutilisation avantageuse. Aussi les autorités et l’industrie visent-elles une réduction substantielle du volume de déchets à déverser. Or, même après un recyclage maximal et une incinération optimale avec récupération d’énergie, il restera toujours une petite quantité de déchets à déverser. Ceci vaut tant pour le PVC que pour les autres matériaux : les autres plastiques, le bois, le papier, tous les types de métaux et le verre.
En Europe, 70% des déchets solide aboutissent dans une décharge. L’avenir de ces décharges, la vitesse de dégradation des déchets et la composition des émissions durant ce processus de décomposition restent, à ce jour, autant de questions sans réponse. L’une des constatations les plus surprenantes est que la plupart des matériaux biodégradables, comme le papier et les restes alimentaires, se décomposent souvent très lentement en décharge.
Les propriétés qui font du PVC le matériau privilégié pour la transformation dans des applications à longue durée de vie, pour lesquelles la stabilité et la résistance aux intempéries sont des critères essentiels, sont telles que la présence de PVC dans les décharges ne pose aucun problème. En certains endroits, on place même une feuille de PVC pour empêcher la pénétration des produits dans les eaux souterraines.
Comme certains types de PVC (mais aussi d’autres plastiques) contiennent des métaux lourds comme le plomb, plusieurs groupes sont partis du principe que le déversement de PVC allait provoquer une importante pollution des décharges par les métaux lourds. Plusieurs études indiquent cependant que la lixiviation (l’extraction) des métaux lourds provenant du PVC est insignifiante. Il ressort en outre de certaines études que la quantité de métaux lourds, issus du PV, ne représente que 0,7% du total de métaux lourds.
XI. PVC et incendie
Tout comme c’est le cas pour les autres matériaux, la combustion du PVC libère de la fumée et des gaz toxiques. De nombreuses études indiquent que le remplacement des matériaux traditionnels par le PVC n’entraîne pas de modifications significatives dans les dommages provoqués par le feu.
A. Le comportement au feu du PVC
La teneur en chlore du PVC en fait un matériau difficilement inflammable. La température nécessaire pour provoquer l’inflammation du PVC est supérieure de 150°C à la température de la flamme du bois. La concentration en chlore relativement plus faible dans le PVC souple entraîne une plus grande inflammabilité, mais il est possible d’y remédier au moyen de formulations spéciales.
Une fois enflammés, la plupart des articles à base de PVC dans le bâtiment sont auto-extinguibles (qui s’éteint automatiquement) et ne brûlent pas entièrement.
Toutefois, un embrasement total est possible en combinaison avec d’autres matériaux mais la chaleur dégagée par le PVC est inférieure à celle des autres matières plastiques et du bois. Le degré de dégagement de chaleur est déterminant pour la violence de l’incendie et la rapidité de sa propagation.
Cette combinaison de propriétés classe les articles à base de PVC dans le bâtiment, dans le groupe des matériaux organiques présentant la meilleure classe technique en matière de prévention de l’incendie.
B. Les gaz toxiques
Les principaux produits dégagés par l’inflammation du PVC sont : le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO2), le chlorure d’hydrogène (HCl) et l’eau (H2O). Aucun gaz chloré ou chlorure de vinyle monomère (MVC) ne se forme.
A l’opposé du monoxyde de carbone, inodore mais toxique, le chlorure d’hydrogène a une odeur âcre qui irrite les muqueuses à des concentrations inférieures aux concentrations nocives pour la santé. Cette odeur âcre du HCl remplit donc un rôle d’alarme en cas d’incendie, le HCl possède à peu près la même toxicité que le CO et de fortes concentrations de ce gaz peuvent causer des dommages aux poumons. On considère généralement le CO comme le principal responsable des asphyxies. Mais un article récent a démontré que les cyanures (sel de l’acide cyanhydrique) libérés par la combustion de la laine, de la soie et de matières synthétiques jouent également un rôle essentiel au niveau de la mortalité en ces d’incendie.
Des dioxines peuvent se former en cas d’inflammation de PVC, tout comme c’est le cas lors de l’inflammation du bois, du papier et d’autres matériaux. Des mesures pratiques, relevées lors d’incendies en Suède, en Allemagne et en Belgique, indiquent que, même en cas de grands incendies impliquant des matériaux à base de PVC, la pollution de l’environnement par les dioxines reste faible et peut être comparée aux incendies où aucun PVC n’était impliqué.
En outre, des études ont démontré qu’en cas d’incendie, le bois d’œuvre peut être une source de dioxines. La meilleure stratégie en matière de lutte contre l’incendie consiste donc à adopter des mesures préventives ; l’utilisation de matériaux difficilement inflammables, comme le PVC, en est un exemple.
C. La corrosion par les gaz de combustion
Le chlorure d’hydrogène libéré par la combustion du PVC réagit avec l’humidité atmosphérique ou l ‘eau d’extinction pour former l’acide chlorhydrique, qui est corrosif.
C’est la raison pour laquelle des formulations absorbant en grande partie le HCl ont été mises au point pour certaines applications où la protection contre la corrosion est importante.
La crainte de voir la stabilité des bâtiments affectée par le dégagement de HCl n’est pas fondée. Plusieurs études l’ont déjà démontré. Pendant un incendie, les températures dépassent les 1.000 °C. Cette chaleur extrême est la principale cause de dommages irréparables aux bâtiments. D’ailleurs les certificats décernés par les sociétés d’assurance, assimilent le PVC aux autres matériaux de construction.
Conclusion
La production et l’utilisation du PVC font, depuis plusieurs années, l’objet d’une controverse intense reposant bien souvent sur le manque d’information.
En Europe occidentale, le PVC est, après le polyéthylène (PE), la matière synthétique la plus employée et se retrouve dans une large gamme d’applications.
Le caractère fonctionnel de ce produit, l’absence de danger de sa production et son faible coût de production n’y sont pas étrangers. Le PVC est difficilement remplaçable dans de nombreuses applications, en raison de son prix et de sa qualité.
Ces propriétés ne sont cependant pas suffisantes dans la perspective d’une politique saine de produit durables orientée vers l’avenir.
La pollution de l’environnement par les produits et les procédés joue déjà un rôle important dans le choix d’un matériau ou d’un produit.
Une politique saine des produits consiste à estimer les avantages du produit par rapport à la pollution qu’il causera au cours de tout son cycle de vie.
Même si les analyses actuelles “du berceau au tombeau” n’aboutissent pas toutes à des conclusions totalement identiques, nous pouvons déjà affirmer qu’il est difficile de trouver des arguments scientifiques pour établir que le PVC est plus nocif que ses produits de remplacement.
Compte tenu des écobilans les plus récents, ainsi que d’une optimisation ultérieure de l production et de la diminution des émissions, le PVC reste pour l’avenir un matériau très concurrentiel et tolérable pour l’environnement.
Bibliographie
PVC : faits et chiffres. Editeur responsable : LVM
PVC-INFO : Editorial
40 ans de PVC : Solvay & Cie S.A.
Internet Explorer : www.goodfellow.com/static
Le nouveau Petit Robert
Fechiplast : Association des Transformations de Matières Plastiques
Etant donné que la production de PVC ne joue qu’un rôle secondaire dans l’extraction du pétrole et du sel, seules les quatre étapes suivantes nous intéresseront.
Oxychloration : 
Ce dichloréthane est ensuite craqué en chlorure de vinyle et chlorure d’hydrogène. Le chlorure d’hydrogène est recyclé dans le procédé d’oxychloration.
Les perspectives de croissance du PVC sont les plus marquantes dans les régions où les besoins matériels sont les plus élevés. Sur le plan matière première, dans les pays occidentaux, le PVC est un plastique particulièrement intéressant, notamment dans les pays qui, comme la Belgique, ne possèdent pas leurs propres réserves de pétrole.
A. Les principes généraux
Environ la moitié des matériaux d’emballage en PVC se compose de bouteilles. Le recyclage s’instaure peu à peu. Une fois collectées, les bouteilles sont déchiquetées, lavées, broyées et retransformées en tuyaux de drainage, revêtements de sols, etc. En ce qui concerne la Flandre, l’OVAM et le VIAC ont conclu, en juillet 1988, un accord de collaboration en vue d’étudier le recyclage de ces emballages. Un an plus tard, un projet pilote était lancé. Les bouteilles en plastique étaient collectées via 10 parcs à conteneurs communaux. Les bouteilles en plastique étaient recyclées en tuyaux d’égout par Ecoplast et Solvay. L’expérience ainsi acquise a démontré que les emballages de boissons en PVC sont totalement recyclables lorsqu’ils sont collectés de manière sélective.
