Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le polyéthylène haute densité est un matériau largement répandu en France et dans le monde. Cet article décrit les procédés de polymérisation permettant d’obtenir différents grades de polyéthylène haute densité en fonction du type de catalyseur utilisé (Ziegler-Natta, chrome, métallocène) ainsi que du type de réacteur utilisé (en phase gazeuse, en solution, en suspension…). La grande variété de grades ainsi produits permet de couvrir une large gamme de propriétés (mécaniques, thermiques, chimiques…) qui seront également détaillées dans cet article ainsi que les principales applications commerciales et les procédés de transformation correspondants.
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Christian PENU : Responsable du département technique des emballages flexibles - TotalEnergies, Feluy, Belgique
INTRODUCTION
Les polyoléfines représentent, en volume, environ la moitié de la production mondiale de polymères thermoplastiques. Cette famille est composée des différents types de polypropylènes et polyéthylènes. Parmi ces derniers, on retrouve le polyéthylène haute densité qui est un matériau largement répandu en France et dans le monde.
Depuis sa découverte dans les années 1960, le polyéthylène haute densité a su s'imposer dans de nombreuses applications du fait de ses propriétés intrinsèques sans cesse améliorées par le développement de nouveaux procédés de fabrication ainsi que de nouveaux catalyseurs.
Aujourd'hui lorsque l'on achète une bouteille de lait, un sac plastique réutilisable, un flacon de shampoing ou encore un bidon de lessive, il y a de grandes chances qu'ils soient fabriqués en polyéthylène haute densité.
Parmi d'autres applications plus particulières, on peut citer les réservoirs à carburant qui présentent de nombreux avantages par rapport aux anciens réservoirs en acier et notamment plus de sécurité, une occupation de l'espace optimale et un gain de poids. De nos jours, la grande majorité des réservoirs de carburant pour automobile fabriqués en Europe le sont en polyéthylène haute densité.
Un autre domaine moins connu, car moins visible, concerne l'acheminement de l'eau potable et du gaz qui se fait en grande partie dans des tuyaux en polyéthylène haute densité. Ces derniers, de par leur durée de vie estimée à plus de 50 ans ainsi que de par leur facilité d'installation, ont remplacé, dans certains cas, des matériaux plus traditionnels tels que la fonte ductile ou le béton.
Enfin, on peut citer aussi les grands conteneurs de stockage de mazout ou d'eau de pluie qui sont fabriqués par extrusion soufflage ou par rotomoulage.
Cet article a pour objectif de donner une vue d’ensemble du polyéthylène haute densité de sa polymérisation à son utilisation commerciale en passant par sa caractérisation et sa mise en œuvre.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2011 par Christian PENU
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Conclusion5. Mise en œuvre et applications
Le polyéthylène haute densité est un thermoplastique et il en adopte les techniques de mise en œuvre.
5.1 Injection
On peut distinguer :
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l'injection simple ;
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l'injection bimatière produisant des pièces dont la peau donne l'aspect et les caractéristiques, et le cœur est fait de matière allégée ou recyclée ;
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la co-injection de gaz dans le PE-HD, qui présente un certain nombre d'avantages : pièces creuses plus légères, retrait moins important, meilleur aspect de surface, moindre distorsion, tensions internes diminuées, force de fermeture réduite et refroidissement plus court ; mais aussi des inconvénients : impossibilité d'utiliser un moule multi-empreinte, trou – à boucher – dans la pièce au niveau du point d'injection du gaz.
En général, les températures d'injection du polyéthylène haute densité varient de 200 à 280 °C et le retrait, de l'ordre de 1,5 à 3 %, qui s'opère essentiellement pendant la phase de cristallisation du polymère, dépend des conditions de mise en œuvre (températures de la matière et du moule, vitesse d'injection, pression et temps de maintien en pression), des caractéristiques du polymère (fluidité à chaud) et de l'épaisseur de la pièce.
L'injection représentait 26 % de la consommation de polyéthylène haute densité en Europe de l’Ouest en 2021, soit 1,4 Mt (source NextantECA). Ce marché est largement dominé par les polymères issus des procédés Ziegler.
HAUT DE PAGE
Le choix se porte dans tous les cas sur un polyéthylène haute densité de distribution des masses molaires étroite, pour réduire le plus possible les phénomènes de distorsion et améliorer la résistance au choc. L'indice de fluidité et la densité sont choisis de façon à obtenir le meilleur compromis entre la rigidité, la facilité de mise en œuvre et la résistance au choc à froid. La résistance au gerbage est meilleure avec un polymère de masse molaire élevée.
Les applications principales sont les bacs à ordures,...
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Mise en œuvre et applications
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PEACOCK (J.A.) - Handbook of polyethylene – Structure, properties & applications. - Marcel Dekker Inc. (2000).
-
(2) - GRANN-MEYER (E.) - Polyethylene pipes in applied engineering – Handbook. - Total (2005).
-
(3) - PLASTICS EUROPE - The Fast Facts 2024. - https://plasticseurope.org/wp-content/uploads/2024/11/PE_TheFacts_24_digital-1pager.pdf
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Marque NF 388 – Réservoirs en matières plastiques utilisés pour le stockage non enterré du fioul domestique en local.
Marque NF 114 – Tubes en polyéthylène pour réseaux de distribution de gaz combustibles, réseaux de distribution d'eau potable, irrigation et applications industrie, eau non potable et assainissement sous pression.
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Presses à injecter horizontales électriques
Arburg SAS Hawaï distribué par Arburg France
HAUT DE PAGE2.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Organisme professionnel de prévention du bâtiment...
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