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PS – Polystyrène (plastique conventionnel)

Le polystyrène (PS) est le polymère de formule -(CH2-CH(Ph))n-, obtenu par polymérisation du monomère styrène CH2=CH-Ph.

Il représente environs 7% de la demande en Europe*

 

Caractéristiques

Le polystyrène (PS) est relativement proche du polyéthylène (PE) dans sa structure.

L’application connue du grand public est le polystyrène expansé (c’est un matériau composite très particulier, une matrice plastique rigide, emprisonnant beaucoup de toutes petites bulles de gaz, nommée plus souvent mousse) rigide. Mais ce matériaux, très couramment utilisé en emballage, (densité très faible, rigide, blanc, bon amortisseur de choc, économique) (appelé “frigolite” en Belgique, “Sagex” en Suisse et “Styromousse” au Canada) n’est qu’un des aspects de ce plastique. On le trouve aussi souvent non-expensé, dense, rigide, transparent et peu épais, mais aussi d’autres forme d’expansé ou mélangé avec d’autres plastiques et additifs.

Le PS peut être façonné par injection et des pièces moulées comme des gobelets transparents ou des boîtiers de DVD sont obtenues. On parle alors de PS injecté.

D’une manière pratique, on reconnaît le polystyrène à son côté cassant avec un blanchissement sur les zones de contraintes. La façon la plus simple de reconnaître un plastique est de le brûler pour observer la flamme, la fumée, et en sentir l’odeur ; ce qu’il vaut mieux éviter étant donné la toxicité des gaz lors de la combustion de certains plastiques. Le polystyrène est facilement reconnaissable à sa fumée noire et à son odeur caractéristique. On peut également le distinguer au bruit métallique qu’il produit en subissant un choc, par exemple en tombant sur une surface dure.

 

Les polystyrènes courants sont :

  • la plus commun est dit cristal (PS).  Il est transparent, est une matière dure et cassante, pouvant être colorée, pas résistant sur le plan chimique et se fissure facilement. Ses propriétés mécaniques et thermiques peuvent être modifiées par l’ajout de plastifiants ou de butadiène (monomère du polybutadiène) pour en faire un polystyrène dit choc. C’est un matériau très facile à transformer, par injection ou extrusion.
  • l’expansé (PSE ou EPS ou PS-E),  matériau-mousse utilisé dans les emballages ou dans l’isolation des bâtiments. Il est obtenu par mélange d’un gaz et de PS cristal. Avant les préoccupations pour la couche d’ozone, on utilisait le fréon, un gaz chlorofluorocarboné, remplacé depuis les années 1990 par du butane ou du pentane. Des transformateurs introduisent les perles de PS cristal dans des pré-expanseurs. Sous l’action de la température et de la pression de vapeur d’eau, le gaz d’expansion les fait gonfler jusqu’à 50 fois leur volume initial. Les perles, expansées et stabilisées, sont ensuite introduites dans des moules en forme de blocs pour une découpe ultérieure en panneaux ou directement à la forme de la pièce finie. Là, à nouveau sous l’effet de la température et de la pression de vapeur d’eau, les perles expansées s’agglomèrent en une pièce moulée.
  • l’extrudé (PSX). Le mélange sous forme de plaques ou feuilles peut être directement extrudé pour faire des isolants de plus haute densité.  Ces plaques ou feuilles peuvent être thermoformées.
  • le choc (SB, HIPS ou HI ou PS-HI selon la norme EN ISO 1043-1), plus résistant aux chocs grâce à un additif.
  • les copolymères du type styrène-butadiène (SBC) permettent d’augmenter la résistance au choc en gardant la transparence. La teneur en butadiène est plus élevée que dans un PS choc et le mode de polymérisation est différent.

 

Utilisation commune:

  • boîtiers de CD (PS cristal)
  • vaisselle (PS choc ou PS cristal)
  • articles de décoration ou de bureau
  • emballages alimentaires (PS choc)
  • matériel de calage pour objets fragiles (électronique)
  • barquettes alimentaires (EPS)
  • isolation thermique des bâtiments (EPS)

 

Biodégradabilité 

Le polystyrène ordinaire n’est pas biodégradable dans le milieu naturel (enfoui, on lui prédit une durée de vie d’environ 500 ans). Il existe maintenant un grade capable de se décomposer en moins d’un an.

 

Impact environnemental

  • La durée de vie de PS dans la nature avant dégradation complète est de mille ans.
  • Le principal problème de la dissémination de polystyrène expansé dans l’environnement est qu’il est la cause de la mort d’animaux marins (tortues, oiseaux, etc.) qui l’ingèrent par méprise avec des proies.
  • Il n’est pas directement chimiquement toxique, mais obstrue leur tube digestif et provoque leur mort.
  • L’ensemble des impacts environnementaux des isolants en polystyrène expansé, utilisés dans la construction, se trouve dans les Fiches de Déclarations Environnementales et Sanitaires (FDES), disponibles sur la base INIES. Il faut alors veiller à considérer l’ensemble des composants du système (ossatures, colles, etc.), tout en sachant que la résistance thermique constitue la caractéristique principale d’un isolant.

Formation d’ozone photochimique et effet de serre

Le polystyrène expansé dégage du pentane contribuant à la formation d’ozone photochimique. D’autre part, ce pentane est également un gaz à effet de serre et lorsqu’il se dégrade, produit du CO2.

Interdictions et mesures de protection de l’environnement

De la même manière que le sac plastique, de nombreuses villes ont décidé d’interdire l’importation, la fabrication et la distribution de polystyrène pour l’emballage alimentaire.

 

Risque sur la santé

  • Le polystyrène, la forme polymérisée du styrène, est stable dans le temps et inerte, ce qui explique son utilisation pour les emballages agroalimentaires.
  • Son impact sur la qualité de l’air intérieur est correct bien qu’il y ait des risques, s’il est soumis à la chaleur, de dégagement de styrène. D’après l’Agence internationale de recherche sur le cancer, le styrène pourrait être cancérogène pour l’homme. Plusieurs études effectuées sur une population de salariés exposés au styrène ont mis en évidence un risque de leucémie. Des études sur des animaux ont montré que le styrène est faiblement cancérogène par inhalation ou ingestion.

Recyclage

Le polystyrène se recycle facilement par granulation, dissolution ou reprécipitation. Son code d’identification est le N6.

Image: Open Source Pixabay
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On estime qu’aujourd’hui que 4 % du gisement retrouvera une seconde utilisation en tant qu’emballage. Lorsque la taille des gisements de polystyrène expansé usagé est trop faible ou lorsque les déchets de polystyrène expansé sont souillés, il ne semble pas y avoir de filière de valorisation viable économiquement.

A l’échelle individuelle du consommateur ce déchet fait environ 300 g/an par habitant. Pour ce coté des déchets ménagers:

  • En Belgique, il est collecté dans les centres de tri.
  • En France, ce déchet entre peu dans la liste des matériaux collectés lors du tri sélectif, son élimination est assez souvent réalisée par incinération “grâce” à son pouvoir calorifique.
  • En Suisse, comme cette matière n’est pas séparée des autres plastiques, elle n’est généralement valorisée que sur le plan énergétique par incinérationLes entreprises peuvent organiser des collectes de polystyrène expansé (EPS) et remettre ce matériau à des filières de recyclage.

Pour le coté des déchets industriels:

  • Des fabricants d’emballages de PSE français se sont regroupés au sein d’ECO-PSE en 1993 afin, notamment, d’organiser et de développer des filières de recyclage d’emballages professionnels.
  • En 2010, en France, plus de 12 000 tonnes d’emballages de PSE ont été recyclées, pour une consommation nationale évaluée à 40 200 tonnes, soit un taux de recyclage proche de 30 %. 85 % du PSE collecté est recyclé, après compactage et extrusion, en granulés de polystyrène qui serviront à la fabrication de produits manufacturés en PS (cintres, boîtiers de CD, etc.). Les 15 % restants permettent de recycler le PSE sous sa forme expansée (emballages, blocs et plaques PSE, allègement de sols et de bétons).
  • Chez les transformateurs de PSE, toutes les chutes de polystyrène expansé sont récupérées et réintroduites, telles quelles, dans le cycle de fabrication du polystyrène expansé. Par ailleurs, propres, dépoussiérés et broyés, les déchets issus des filières de récupération sont mélangés à hauteur de 5 à 30 % avec des billes neuves de PSE et permettent d’obtenir de nouveaux produits destinés au bâtiment ou à l’emballage (hors alimentaire).
Image: Open Source Pixabay
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* données 2014. PEMRG Plastics Europe

Source texte (modifiée et complétée) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Polystyrène