TPE bioplastiques

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Partie I - Les origines du pétrole

1. Introduction: les origines du pétrole

Pour introduire ce TPE, il faut d’abord définir le matériau que nous chercons a remplacer, plus particulièrement son origine. Le pétrole est une huile minérale composée d’une multitude de déchets organiques qui, au cours d’un processus de plusieurs millions d’années, se sont décomposés pour aboutir a ce qu’on connait aujourd’hui comme « l’or noir ».

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Voyons maintenant le détail de ce processus; premièrement, une couche de débris organiques se dépose au fond de l’océan. Normalement, une décomposition pure et simple devrait se faire, mais le milieu, pauvre en dioxygène a cause de la profondeur et du recouvrement par d'autres sédiments, empêchera l'action des décomposeurs, laissant donc les molécules relativement intactes.

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Ainsi privés de dioxygène et recouverts de particules minérales, les débris vont donc rester au fond des océans et se transformer en une sorte de boue qui va maturer, d'abord en kérogène puis en pétrole, au cours d’un long processus d'une dizaine de millions d’années. En effet au cours de son enfouissement, cette boue va subir une forte augmentation de pression et de température, causant la transformation et la perte des atomes de dioxygène et d'azote notamment.

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Finalement, après avoir été formé dans une roche mère, puis piégé dans une roche-réservoir, le pétrole sera exploité par les humains a de nombreuses fins, notamment la création de plastiques.

2. la création des plastiques "classiques"

Nous allons maintenant nous intéresser aux différents types de plastiques réalisables grâce au pétrole. Parmi ces plastiques nous pouvons compter par exemple le polystyrène, le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), et le polychlorure de vinyle (PVC) qui constituent environ 80 % de la production de plastiques en France.

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Le pétrole brut est raffiné donnant un produit sous forme liquide, le naphta, qui se condense entre 40 et 180°C. On réalise un vapocraquage plus couramment appelé craquage qui consiste à chauffer celui-ci à 800°C puis à le refroidir brutalement à 400°C. Ce choc thermique va briser les grosses molécules d’hydrocarbures en fragments. Chacun de ces monomères ont entre 2 et 7 atomes de carbone. Le produit de ce craquage peut nous donner de l’éthylène ou du propylène qui peuvent directement par une réaction chimique être polymérisés.

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Un polymère est une substance composée de macromolécules. Une chaîne polymère est constituée d'un grand nombre d'unités monomères. La viscosité et la résistance mécanique d'un polymère augmentent avec le degré de polymérisation (DP ou n) ; ce dernier définit la longueur des chaînes.

Si le degré de polymérisation est supérieur à 3 000, le produit sera une matière plastique ; dans un plastique, le DP peut atteindre six millions.

3. les multiples problèmes du pétrole

Malgré tous les avantages du plastique, le pétrole pose de nombreux problèmes qu’il est important de régler ; tout d’abord, il est désormais connu de tous que le pétrole, un jour, viendra à manquer ; selon un rapport de l’IFPEN (IFP Energies Nouvelle), ❝les compagnies pétrolières ont dépensé 100 milliards de dollars en exploration en 2013, cinq fois plus qu’en 2003, avec des résultats très inférieurs.❞

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Comme nous l’avons rappelé plus tôt, le pétrole est une énergie non-renouvelable, mettant des millions d’années à se former ; Selon Wood Mackenzie, le taux de succès des forages est donc tombé de 42 % en 2004 à 36 % en 2013, et le coût du baril découvert dans le monde a été multiplié par quatre en dix ans, de 0,90 à 3,54 dollars. En vue de notre consommation actuelle, Le World Energy Resources Program de l'United States Geological Survey estime l'épuisement des réserves connues (environ 1 000 gigabarils) dans les 50 prochaines années, ce qui risque de nous poser problème…

4. la pollution: vortex de déchets du Pacifique Nord

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Outre tous les problèmes liés au pétrole que nous avons expliqué ci-dessus, se pose aussi celui de la non-dégradabilité de nos plastiques, polluant les océans; pour illustrer ce fait le meilleur exemple possible est le "7e continent de plastique" ; on le décrit comme une immense plaque de déchets évoluant dans le nord de l'océan Pacifique, de la taille d'un tiers des Etats-Unis, ou de six fois la France.

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La pollution plastique, invisible depuis l'espace, se retrouve en fait dans cinq grands bassins océaniques, au sein du Pacifique Nord, mais aussi du Pacifique Sud, de l'Atlantique Nord et Sud et de l'océan Indien. Ces zones sont en caractérisées par la rencontre de courants marins qui, influencés par la rotation de la Terre, s'enroulent dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord, et en sens inverse dans l'hémisphère sud, selon le principe de Coriolis.

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Le résultat ? D'immenses vortex appelés gyres océaniques, aspirant lentement tous les détritus qui flottent a la surface... Un amalgame de plastiques dangereux pour les espèces marines, pouvant les confondres avec des proies et s'étouffer avec...