Exercices: Les matières plastiques

Expliquer avec vos propres mots ce qu'est une matière plastique, d'où provient la matière première de la plupart d'entre elles (le pétrole) et ce que sont les polymères : de longues chaînes de molécules répétées qui donnent au matériau son comportement.

La figure classe les matières plastiques en trois familles selon leur comportement à la chaleur, mais l'une d'elles n'a pas de nom.

Observer le comportement et les exemples de la famille masquée : la nommer, expliquer ce qui la distingue des deux autres et ajouter deux objets du quotidien qui lui appartiennent.

Définir en une phrase chaque type de matière plastique — thermoplastique, thermodurcissable et élastomère —, donner un exemple d'objet pour chacun et expliquer lequel des trois pourrait être fondu et moulé à nouveau.

Défi du thème. Classer les matières plastiques selon leur comportement à la chaleur et leur élasticité : thermoplastique (se ramollit à la chaleur et peut être remoulé), thermodurcissable (ne se ramollit pas quand on le chauffe, une fois moulé il reste rigide) et élastomère (très élastique, retrouve sa forme après avoir été étiré).

Associer chaque objet au type de matière plastique qui convient le mieux :

1. a) Bouteille d'eau.

1. b) Poignée d'une poêle, qui ne se ramollit pas près du feu.

1. c) Élastique.

1. d) Isolant souple qui recouvre un câble électrique.

Ensuite, justifier un de vos choix et répondre : que se passerait-il si la poignée de la poêle était en matière thermoplastique ?

Seront évalués : l'attribution correcte du type de matière plastique à chaque objet, la justification d'un choix à l'aide des propriétés du matériau et une bonne explication de ce qui arriverait avec la poignée thermoplastique.

La figure montre plusieurs symboles d'identification des matières plastiques avec leur numéro, leur sigle et leurs usages habituels, mais l'un d'eux est incomplet : il manque le numéro et le sigle.

Le symbole masqué correspond à la matière plastique des tuyaux et des profilés de fenêtre, un matériau rigide et résistant aux intempéries qui contient du chlore. Indiquer son numéro et son sigle, et expliquer à quoi sert ce code d'identification lors du recyclage.

Le triangle avec un numéro qui figure sur de nombreux emballages ne signifie pas « cet objet sera recyclé », mais « voici le matériau dont il est fait ». Expliquer la différence entre ces deux idées et pourquoi les confondre conduit à mal trier les déchets.

Dire si ces affirmations sont vraies ou fausses et justifier chaque réponse : (a) toutes les matières plastiques peuvent être fondues et remoulées ; (b) le plastique est un matériau d'origine naturelle ; (c) les élastomères retrouvent leur forme après avoir été étirés ; (d) le numéro du triangle de recyclage va de 1 à 7.

Citer trois propriétés communes des matières plastiques qui expliquent leur énorme succès (légères, isolantes, bon marché, ne rouillent pas, faciles à mouler) et nommer un objet du quotidien qui exploite chacune des trois propriétés choisies.

Choisir la matière plastique adaptée à chaque application et justifier le choix par une propriété : (a) une fenêtre qui imite le verre ; (b) la poignée d'une casserole ; (c) un tuyau d'arrosage souple ; (d) un film transparent pour emballer les aliments.

La poignée d'une poêle est en bakélite, un thermodurcissable. Expliquer pourquoi un thermoplastique ne peut pas occuper cette place, ce qui arriverait à un polyéthylène près du feu et quelle autre pièce de la cuisine utilise, selon vous, le même matériau pour la même raison.

Remettre dans l'ordre le parcours du pétrole jusqu'à la bouteille et expliquer ce qui se passe à chaque étape : usine qui transforme les granulés en emballages, extraction du pétrole, raffinerie qui produit les matières premières chimiques, production du polymère sous forme de granulés, magasin.

La figure montre le parcours d'une bouteille de la matière première au déchet, avec trois destinations finales possibles, dont une est masquée.

Parmi les trois destinations possibles de la bouteille usagée, la destination masquée est la seule qui transforme à nouveau le déchet en matière première. La nommer, expliquer dans quelle poubelle commence ce parcours en France et quelle différence existe entre cette destination et les deux autres.

Expliquer ce que sont les microplastiques, citer deux sources quotidiennes qui en produisent (les vêtements synthétiques au lavage, l'usure des pneus ou les cosmétiques contenant des particules) et expliquer comment ils peuvent finir dans la chaîne alimentaire.

Expliquer ce qu'est un bioplastique (plastique obtenu à partir de plantes comme le maïs ou la pomme de terre), la différence entre « d'origine végétale » et « biodégradable » et pourquoi un bioplastique ne peut pas toujours être jeté dans le bac à biodéchets.

Pour la fête de fin d'année, on hésite entre deux options de gobelets : PET jetables ou gobelets durs réutilisables. Analyser le coût par utilisation, la sécurité (casse), les déchets produits en cinquante fêtes et le travail de nettoyage, puis recommander une option en argumentant.

Chercher chez vous trois emballages en plastique portant le symbole du triangle et noter leur numéro. Rechercher quel matériau indique chaque numéro et classer les trois du plus facile au moins facile à recycler dans la poubelle de tri française, en justifiant l'ordre.

Analyser le paradoxe du plastique : un matériau qui dure des centaines d'années est utilisé surtout pour des objets qui durent quelques minutes (pailles, sacs, emballages). Expliquer comment on en est arrivé là et proposer trois changements — de conception, d'habitude et de règlement — pour y remédier.

Concevoir le système de recyclage d'un festival scolaire : quelles poubelles vous installeriez, quels types de plastique vous pensez trouver selon ce qui est vendu, quel problème posent les gobelets « compostables » s'ils finissent dans la poubelle de tri, et comment vous l'expliqueriez avec une affiche.

Lors du recyclage du plastique, le matériau perd en qualité à chaque cycle et finit en produits de moindre valeur, alors que le verre ou l'aluminium se recyclent presque indéfiniment. Expliquer ce que cette différence signifie pour l'économie circulaire et quelle conséquence pratique elle a dans le choix d'un emballage.

Un emballage est présenté comme « vert » parce qu'il est biodégradable, mais les petits caractères précisent qu'il ne se dégrade que dans des installations de compostage industriel. Formuler trois questions à se poser avant de croire l'étiquette et expliquer ce qu'est le greenwashing à l'aide de cet exemple.

Une famille consomme chaque semaine $12\ \text{L}$ d'eau en bouteilles de PET de $1,5\ \text{L}$ (chaque bouteille vide pèse $30\ \text{g}$) et $6\ \text{L}$ de lait en bouteilles de PEHD de $1\ \text{L}$ ($28\ \text{g}$ par bouteille). Pour réduire son impact environnemental, elle envisage de remplacer les bouteilles d'eau par des bonbonnes de PET de $6\ \text{L}$ ($95\ \text{g}$ chacune) et le lait par des briques de $1\ \text{L}$ (chaque brique contient $11\ \text{g}$ de polyéthylène, $15\ \text{g}$ de carton et $2\ \text{g}$ d'aluminium).

1. a) Calculer la masse totale de plastique (en $\text{kg}$) que la famille jette par an ($52\ \text{semaines}$) avec la consommation d'origine.
2. b) Calculer combien de kilogrammes de déchets plastiques elle économiserait par an si elle adoptait le changement proposé.
3. c) Même si la brique utilise moins de plastique que la bouteille en PEHD, expliquer pourquoi, du point de vue du recyclage mécanique et de l'économie circulaire, elle pose un défi technologique bien plus grand qu'un emballage monomatériau.

Un sac en tissu doit être utilisé de nombreuses fois pour compenser ce que sa fabrication a coûté par rapport à un sac en plastique. Expliquer quels facteurs déterminent ce « point d'équilibre » (matériau, lavages, distance de fabrication) et quelle habitude est plus importante que le sac choisi.

Vous devez choisir le matériau du boîtier d'un jouet d'extérieur : comparer un thermoplastique rigide comme l'ABS, du polypropylène souple et du bois traité, en évaluant la résistance au soleil et à l'eau, la sécurité en cas de choc, le coût et la destination finale. Décider et défendre votre choix.

Rédiger quatre règles d'« utilisation responsable du plastique » pour la salle de technologie de votre collège (achat, réutilisation des chutes, recyclage par type et alternatives) et justifier chacune par le problème qu'elle évite.