Qu'est-ce que le polyéthylène et à quoi sert-il ?

Réputé pour sa haute résistance chimique et sa robustesse, le polyéthylène est l'un des plastiques les plus utilisés au monde et entre dans la réalisation de nombreux objets du quotidien, grâce à ses différentes variantes dont le Polyéthylène Haute Densité (PEHD) et le Polyéthylène Basse Densité (PEBD ou PELD). 

Tout ce qu'il faut savoir sur le polyéthylène

Histoire et caractéristiques du polyéthylène

Les travaux autour de la polymérisation de l’éthylène du chimiste et prix Nobel Karl Ziegler dans les années 1950 ont radicalement fait avancer la recherche, avec la mise au point de systèmes catalytiques basés sur des métaux de transition. Ces différentes familles de catalyseurs permettent l’obtention de divers types de polyéthylène avec des variations dans la densité et la structure moléculaire, qui les dotent de propriétés différentes parmi lesquels on distinguera deux types:

• le polyéthylène basse densité (PE-LD ou PEBD) inventé en 1933 par les ingénieurs anglais Eric Fawcett et Reginald Gibson. Il s'agit d'un polymère thermoplastique de grande consommation obtenu par polymérisation de l'éthylène sous très haute pression à environ 200°C. 
• le polyéthylène haute densité (PE-HD ou PEHD) sera synthétisé plus tard, en 1953, par Karl Ziegler.

Grâce à sa simplicité chimique, le polyéthylène est facile à produire.

Les avantages du polyéthylène

Le polyéthylène présente une grande inertie chimique et est bien sûr non toxique. C'est pourquoi il est couramment utilisé dans l'industrie agroalimentaire ou chimique, pour les cuves de stockage ou les réservoirs notamment.
Ce matériau se veut aussi robuste et inaltérable. Il entre dans la fabrication d'objets propres à subir des chocs comme les coques de bateau mais aussi les gilets pare-balles. Il est également résistant à la corrosion et aux acides.
Il peut par ailleurs subir un traitement anti-UV de manière à résister à une longue exposition au soleil.

Les inconvénients du polyéthylène

Le polyéthylène présente une faible résistance aux agents oxydants. Par oxydation de surface ou dégradation mécanique, le polyéthylène peut en effet perdre son caractère hydrophobe. D'autre part, bien que ce matériau soit robuste, il reste sensible aux risques de fissuration sous très forte contrainte.

Sa résistance à la chaleur varie selon le type de polyéthylène. Le PELD, utilisé pour la fabrication des sacs en plastique, films ou barquettes souples, ne résiste pas à une haute température. Cette polyoléfine est donc non compatible avec le four à micro-ondes par exemple. En revanche, le PEHD est une polyoléfine semi-cristalline qui résiste aux températures élevées, jusque 105 °C et aux températures basses jusque -50°C à -250°C selon les grades.

Les différences entre Polyéthylène Haute Densité (PEHD) et Polyéthylène Basse Densité (PEBD)

Bien qu'ils soient issus du même matériau de base, les propriétés PEHD et du PEBD ainsi que leurs usages sont très différents.

La principale différence entre PEHD et PEBD : la structure de leurs chaînes moléculaires

• Le PEHD présente des chaînes linéaires très régulières qui lui confèrent une structure plus dense et plus rigide. Cette organisation moléculaire lui permet de résister davantage à la chaleur et aux produits chimiques. Le PEHD est donc plus solide et plus durable.
• Le PEBD possède une structure plus ramifiée, ce qui le rend plus flexible et malléable. Ses chaînes moins organisées rendent le PEBD plus léger et plus extensible.

Le polyéthylène de basse densité est donc plus souple que le PEHD, mais il possède une résistance mécanique moindre. Ce thermoplastique présente également une grande stabilité par rapport aux agents chimiques comme les acides, les graisses ou les hydrocarbures.

Résistance mécanique et durabilité comparées du PEHD et du PEBD

• Le PEHD est un matériau rigide qui présente une excellente résistance à la traction et aux chocs, à la pression et à l'abrasion grâce à sa structure dense et rigide. Ses propriétés mécaniques permettent de le manipuler aisément de manière à lui donner plusieurs aspects. Façonné en une surface lisse, le PEHD est étanche et facile à nettoyer. C'est pourquoi il convient parfaitement aux utilisations dans les cuisines, chambres froides ou laboratoires pharmaceutiques.
• Le PEBD est moins rigide, plus flexible et peut se déformer facilement sous la pression. Il est donc adapté aux applications qui nécessitent de la souplesse et de l'élasticité, comme les films plastiques, les sacs ou les emballages souples.

Résistance chimique et aux températures comparées du PEHD et du PEBD

• Le PEHD offre une excellente résistance aux produits chimiques et peut supporter des températures plus élevées. Il est souvent utilisé dans les industries chimiques et alimentaires pour stocker des substances corrosives ou pour la fabricaiton de contenants de stockage à haute température.
• Le PEBD est résistant aux produits chimiques mais présente une résistance thermique inférieure à celle du PEHD. 

Poids et flexibilité comparées du PEHD et du PEBD

• Le PEHD est plus lourd et moins flexible que le PEBD ce qui en fait  un choix privilégié quand la solidité prime sur la flexibilité.
• Le PEBD est plus léger et très flexible, il est donc idéal pour les produits qui nécessitent de la souplesse, comme les sacs plastique ou les films d'emballage.

Comment choisir entre PEHD et PEBD ?

Bien que le PEHD et le PEBD soient issus du même matériau de base, leurs différences en terme de structure moléculaire dictent leurs propriétés et les utilisations qui en sont faites. Le choix entre PEHD et PEBD dépend donc desbesoins spécifiques de votre application:

• Le PEHD plus dense et plus rigide est  idéal pour des usages industriels nécessitant solidité, rigidité et résistance élevée aux produits chimiques , à la chaleur et aux chocs.
• Le PEBD plus souple et plus léger est parfait pour les applications d'emballage et de films plastiques du fait de sa flexibilité et de son élasticité.

Les différentes applications du polyéthylène haute densité PEHD

Largement utilisé dans l'industrie chimique comme pour les usages alimentaires, le PEHD entre dans de nombreux champs d'application nécessitant résistance et durabilité:

• Emballages solides dans l'industrie alimentaire et cosmétique grâce à sa résistance à l'humidité et aux produits chimiques : bidons d'essence ou de produits détergents, bouteilles de lait, flacons de shampoing
• Tuyauteries, canalisations, câbles électriques et réservoirs : conduites d'eau potable, systèmes d'irrigation grâce à sa robustesse et à sa résistance à la corrosion.
• Matériaux de construction divers tels que revêtements de sols industriels et autres supports nécessitant une résistance aux produits chimiques.

Les protections murales en polyéthylène haute densité

Dans les ateliers comme les locaux professionnels, le polyéthylène sert à la protection des murs et cloisons contre les chocs du quotidien mais également à protéger les matériels et machines.

Les lisses de protection murales en polyéthylène permettent aussi de protéger des chocs en hauteur sur les cloisons, panneaux isothermes et plans de travail dans l'industrie ou dans les locaux agroalimentaires.

Les plinthes murales en polyéthylène et leurs accessoires de finition permettent de protéger les murs et cloisons contre les chocs répétés des chariots, chaises ou dessertes dans un restaurant, une salle d'attente, des bureaux ou encore un magasin.
Les plinthes en polyéthylène haute densité permettent également de protéger les cloisons et panneaux isolants contre les chocs des chariots et autres engins de manutention dans les usines.

Les plaques de polyéthylène comme planches à découper ou billots de découpe dans l'industrie agroalimentaire

Les différentes applications du Polyéthylène Basse Densité PEBD

Le PEBD souple et flexible est adapté à des applications très différentes:

• Emballages souples : les sacs plastiques, films d'emballage et films alimentaires sont fabriqués en PEBD qui est parfait pour les emballages jetables.
• Films plastiques et emballages agricoles : les films en PEBD sont souvent utilisés pour les serres et films de protection dans le secteur agricole.
• Revêtements de sols et sous-couches.

De l'importance de bien choisir son polyéthylène

Le polyéthylène est un matériau incroyablement polyvalent, et ses variantes PEHD et PELD répondent chacune à des besoins spécifiques. Que vous ayez besoin de polyéthylène haute densité pour sa robustesse et sa durabilité, ou de polyéthylène basse densité pour sa flexibilité et sa légèreté, le choix du bon type de polyéthylène est essentiel pour garantir la réussite de vos projets.

N’oubliez pas que chaque type de polyéthylène a ses avantages, et il est important de bien comprendre vos besoins avant de faire un choix. Nous espérons que vous disposez maintenant de toutes les informations nécessaires pour choisir le polyéthylène adapté à vos applications spécifiques.