INTRODUCTION

Le therme " élastomère " est utilisé depuis quelques années pour désigner d’une façon générale tous les " caoutchoucs ", c’est-à-dire les substances macromoléculaires possédant l’élasticité caoutchoutique. Le 1er des élastomères a été le caoutchouc naturel, et des raisons variées, tant de curiosité scientifique que l’intérêt pratique ou économique, ont conduis a fabriquer par synthèse des matériaux capables de le remplacer. De nombreux caoutchoucs synthétiques ont ainsi progressivement été créés, et de nouveaux types apparaissent sans cesse. Du fait des différences que présente leur constitution chimique par rapport à celle du caoutchouc naturel, on préfère les appeler élastomères.

Les propriétées caractéristiques, si spéciales, des élastomères, en font des matériaux indispensables à la civilisation moderne. Dans les diverses parties du monde, des plantations se développent et des usines se créent en vue de fournir aux industries les quantité nécessaires de caoutchouc nécessaire à une consommation qui atteint un peu plus de 15 000 000 de tonnes en 1990, la part du caoutchouc naturel étant de 34%.

L’ELASTICITE CAOUTCHOUTIQUE

Un élastomère est un matériaux qui peut subir de grandes déformations sous un effort donné en revenant quasi instantanément, lorsque cette contrainte est supprimée, à sa forme originale, et cela sans modification permanente de ses caractéristiques macrocapiques ou de constitution moléculaire.

Bien que les propriétés des élastomères soient nettement différentes de celle des solides ordinaires, des liquides ou des gaz, elles présentent toutefois certains analogies avec chacun de ces états. Comme les solides, les élastomères se prêtent à des déformations élastiques, mais dans un ordre de grandeur incomparablement plus élevé: sous un effort de 1kg/mm2, une éprouvette (un échantillon) va s’allonger de 5/100 000 de sa longueur si elle est en acier, de 1/2000 si elle est en bois, de 2/100 si elle est en kératine, elle pourra atteindre 10 fois sa longueur si elle est en caoutchouc. Comme les liquides, les élastomères ont une rigidité de volume élevée, et une rigidité de forme faible:leur compressibilitéde leurs coefficients de dilatation

sont à peu près les mêmes que ceux des liquides ordinaires,c’est-à-dire très faibles par rapport à leur extensibilité. Enfin, leur tension sous l’effet d’une charge appliquée est proportionnelle à la température absolue, ce qui est en étroite analogie avec la pression d’un gaz:par échauffement, la tension d’une éprouvette dont les deux extrémités sont maintenues fixes s’accroît, ainsi que le fait de la pression d’un gaz dans un récipient clos, parce que, dans les deux cas, il y a une augmentation de l’agitation thermique;de même, le refroidissement que subit l’éprouvette par retrait rapide après étirement correspond àladétente d’un gaz.

Un élastomère idéal doit donc répondre àcertains critères qui définissent ses propriétés lypiques: s’allonger rapidement sous l’effet d’une tension, ce qui implique un faible module de rigidité initial, en atteignant des valeurs d’allongement importantes(de 500 à 1000%); posséder, àson allongement maximal, une résistance à la rupture et un module de rigidité élevé; se rétracter rapidement après suppression de la tension; retrouver exactement ses dimensions originales.

Pour qu’il puisse remplir utilement le rôle auquel il est destiné, il faut en outre que ses propriétés se maintiennent dans un domaine suffisamment large de températures.

D’après les connaissances actuelles sur le caractère de l’élasticité caoutchoutique et sur le comportement à l’état solide des polymères organiques, il apparaît donc qu’un élastomère doit être constitué de molécules en chaînes linéaires ayant une grande flexibilité intrinsèque et ne possédant pas des groupements lieu à des forces intermoléculaires importantes. Mais , sous l’effet d’une traction, de telles longues molécules enchevêtrées glissent les unes sur les autreset en conséquence l’ensemble se déforme:d’où la nécessité de les unir entres elles par un certain nombre de points d’attache, que l’ont appelle des ponts ou des liaisons pontales, de manière à former un réseau tridimensionnel résistant et permanent. C’est ce qu’on obtient par la vulcanisation, à l’aide d’agent vriés capables de créer des liaisons chimiques entre des sites réactifs des macromolécules.Par ailleurs, du point de vue de l’utilisation pratique, certaines propriétés mécaniques, la résistance par exemple à l’abrasion dans le cas des pneumatiques, peuvent être nettement améliorées par l’incorporation de substances solides finement divisées, appelées charge.

Le caoutchouc naturel est un exemple remarquable de matériaux présentant ce comportement: son module initial ne peut pas dépasser 7kg/cm2 à la température ordinaire, son allongement à la rupture peut atteindre 1200% et sa résistance à la rupture plus de 400kg/cm2; sa reprise élastique peut être de l’ordre de fractions de secondes avec untaux de 99%. Et toutes ces propriétés conservent des valeurs convenable entre -60°C et +150°C, si l’on emploie des charges et les condition de vulcanisation appropriées.

TENDANCES DES PRODUCTIONS

La consommation d’élastomères(naturel et synthétique), qui était de l’ordre de 12 000 000 de tonnes en 1981, a atteint 5 000 000 en 1990 ce qui exigeait la production de 4 000 000 de tonnes de caoutchouc naturel et 11 000 000 de tonnes de synthétique. Il faut cependant noter que ces chiffres tiennent compte des consommations et productions estimées pour les pays de l’Europe de l’est pour lesquels les statistiques et les prévisions sont assez incertaines.

Il semble que ce soit le S.B.R. plutôt que le caoutchouc naturel qui aura a souffrir du développement des nouveaux synthétiques; aux Etats-Unis, la production de caoutchouc synthétique diminue progressivement: 2,2 000 000de tonnes en 1986pour arriver à 1,9 000 000 de tonnes en 1990. Par contre, le polybutadiène devrait progresser fortement, comme le montre les chiffres indiqués plus haut à son égard. Quand au polysoprène chiffres indiqués plus haut à son égard. Quand au polyisoprène, on pense que sa production restera de grandeur moyenne, à moins que les pays de l’Europe de l’est, notamment l’ex-U.R.S.S., n’augmente nettement leurs tonnages.

Le butycaoutchouc est surtout utilisé pour la fabrication des chambres à air et, avec ses dérivés halogénés, dans diverses applications dans lesquelles intervient leur résistances aux intempéries et à l’ozone. Il aura à lutter, de même que le polychloroprène, contre la concurrence du caoutchouc d’éthylène-propylène qui est celui des synthétiques pour lequel le taux de progression entre 1978 et 1990 prévu est le plus fort: 89%, alors que la moyenne pour l’ensemble des synthétiques est de 47%. Quant aux multiples de types d’élastomères tout à fait spéciaux dont les principaux ont étés mentionner ci-dessus(on peut en dénombrer plus de 200, compte des diverses qualités présentent dans chaque type), on estime leur taux de progression, pour leur ensemble, à quelque 70%.

Mais pour l’estimation des proportions relatives d’utilisation des élastomères à usage général, il faut tenir compte du très large développement de l’emploi du pneu à pli radial, dont les principes de construction ne sont pas ceux du pneu classique et qui demande à la bande de roulement des qualités différentes. Si les pneus de tourisme sont essentiellement à base de caoutchouc synthétique, à partir d’une certaine dimension de poids lourd les polyisoprènes(naturel ou synthétique) se rendent indispensable du fait de leur faible perte hystérique; la situation varie donc d’un pays, ou d’un continent à l’autre, suivant le rapport tourisme/poids lourd de son parc automobile.