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Lave-linge, mixeur plongeant, aspirateur ou machine à café : aujourd’hui nous pouvons compter sur l’aide d’une multitude d’appareils électroménagers. Et dans bon nombre de ces merveilles techniques, le plastique joue désormais un rôle de premier ordre.

Le plastique remplace le métal

Les polymères haute performance allègent l’équipement électroménager tout en le rendant plus sûr

I_1_HaushaltEn dépit du charme indéniable propre aux appareils ménagers d’autrefois, en tôle et fonte, les polyamides et polyesters des gammes Durethan et Pocan de LANXESS ont remplacé, depuis quelques décennies, les matériaux employés dans de nombreux produits. Et leurs performances sont remarquables : les plastiques haut de gamme sont synonymes de design attractif, de propriétés mécaniques optimales, de poids allégé et d’une augmentation considérable de la sécurité. Autre argument tout aussi convaincant : ils permettent d’acquérir tout l’équipement domestique high-tech à des prix abordables.

Peut-être la nostalgie du passé n’est-elle en fin de compte pas justifiée ?  Il suffit de passer en revue l’équipement ménager de nos grands-parents – et il ne s’agit pas seulement des lourdes cuves en zinc qu’il fallait transporter les jours de lessive. En effet, même après l’arrivée des premiers appareils électriques dans les foyers, les travaux domestiques étaient loin d’être une sinécure : l’invention de l’aspirateur a certainement permis de mettre le battoir à tapis au rebut mais une certaine force physique était toutefois nécessaire pour maîtriser ces machines. Au début du siècle passé, quand le prix des appareils électriques a enfin permis aux « consommateurs » moyens de les acheter, les produits pesant une dizaine de kilos étaient considérés comme des poids plume. Aujourd’hui, ils ont bien perdu la moitié de leur masse – tout en étant dix fois plus performants.

Un poids minime pour des performances maximales

Au fil des ans, le plastique a remplacé le métal qui était autrefois le matériau de prédilection. Tout a commencé avec le plastique originel : la bakélite entrant d’abord uniquement dans la composition, pour en rester à l’exemple de l’aspirateur, de la fiche et du moteur électrique. Lars Kraus, responsable des Technical Marketing Services dans la Business High Performance Materials, la division Plastique du groupe de chimie de spécialités LANXESS, constate avec humour : « Les choses ont bien changé depuis, c’est certain ». Il suffit effectivement de faire un tour rapide dans le rayon de n’importe quelle grande surface d’équipement ménager pour s’en rendre compte : les appareils appartenant aujourd’hui à la brigade Nettoyage évoquent les accessoires multicolores et brillants d’un film de science-fiction – et sont bien entendu tous en plastique.

Les polymères spéciaux que sont par exemple Pocan et Durethan de LANXESS ont succédé avec brio à la bakélite. Cumulant plusieurs propriétés selon les besoins (solidité/rigidité/dureté), ces matériaux utilisés pour les carters des appareils protègent non seulement les composants de leurs moteurs mais réduisent également les oscillations de leurs unités. Le Pocan est par exemple utilisé dans les robots de cuisine de la société BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH.

Légèreté, solidité et rentabilité

II_1_HaushaltHormis le fait qu’il serait impossible de produire en fonte d’aluminium, ou en tôle d’acier, les merveilles du design contemporain, l’histoire devient encore plus passionnante dès que l’on soulève leur capot ou couvercle. Depuis des décennies, le plastique entre dans la composition des carters, même si les concepteurs utilisent intensivement les possibilités de design offertes par ce groupe de matériaux depuis quelques années seulement. Mais ce qui est encore plus intéressant, c’est le fait que les polymères aient remplacé le métal plus lourd dans des secteurs entièrement différents. Il y a longtemps que les ingénieurs utilisent par exemple les polyamides et consorts non seulement pour optimiser l’aspect des appareils, facteur de séduction s’il en est, mais aussi pour fabriquer des pièces mécaniques devant résister à de très fortes sollicitations. Par exemple l’unité centrale de l’aspirateur Vorwerk Kobold VK 135 réunissant moteur, logement du sac aspirateur et barre de guidage de l’appareil. Elle est fabriquée en polyamide Durethan DP BKV 30XF de LANXESS. Autrefois, ce type de pièce aurait certainement été fabriqué en tôle d’acier. Les plastiques sont non seulement plus légers mais il est plus facile de les assembler par des clips et éléments de jonction comparables. De plus, il est possible d’y ajouter des groupes de composants sans porter atteinte à leur esthétique alors qu’il aurait fallu procéder à une opération complexe de vissage avec des composants en acier.

Un matériau haut de gamme et performant

Le plastique spécial en Durethan épousant pour ainsi dire les formes du Kobold est non seulement polyvalent, léger et solide : il permet aussi au constructeur de réaliser des économies.  Comme l’explique M. Kraus, « XF est l’abréviation d’extreme flow, ce qui signifie que notre matériau s’injecte plus rapidement et plus facilement : le fabricant peut alors réduire la pression d’injection de sa machine. » Les installations sont moins sollicitées et les fabricants peuvent, en fin de compte, produire plus de pièces à l’heure, ce qui permet de faire tourner leurs machines onéreuses à plein régime.

Bien entendu, le Durethan utilisé dans l’aspirateur Kobold n’est pas le seul plastique haute performance permettant aux appareils électroménagers d’être maxi-performants en dépit de leur poids plume. On retrouve des matériaux similaires dans les fiches et même dans le carter protégeant le mécanisme d’une brosse électrique. Cet accessoire pouvant tourner à 6 200 tours/minute débarrasse tapis et moquettes de la poussière incrustée. Aptitude à la transformation, mais surtout stabilité des dimensions et précision d’ajustage sont demandées – il n’est pas question que des bruits inopportuns apparaissent même après plusieurs années d’utilisation. Les spécialistes du bureau de développement Plastiques de LANXESS sont tout aussi fiers de la qualité des surfaces de leurs plastiques, alors que des fibres de verre sont ajoutées au matériau pour en augmenter la solidité : en effet, ces fibres fonctionnant selon le même principe que les armatures dans le béton armé (une comparaison assez rudimentaire !) risquent d’altérer l’aspect d’une pièce si l’on ne maîtrise pas totalement cette technique.

Un facteur crucial : les propriétés de retardateur de flamme

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Le savoir-faire adéquat est particulièrement demandé dans le domaine des matériaux polymères entrant dans la composition d’appareils électriques non surveillés – il n’est pas question que le lave-linge prenne feu après un court-circuit.  Le législateur est ici très strict – on le comprend ! – et les normes applicables d’être récemment renforcées. La norme applicable aux appareils électrodomestiques EN 60335-1 définit des exigences très strictes pour les matières plastiques. Dès que l’intensité du courant dépasse un certain seuil dans un produit, les matériaux utilisés doivent satisfaire à des exigences extrêmement rigoureuses en terme de protection anti-incendie – un obstacle considérable pour la majorité des plastiques. Les matériaux sont notamment exposés à des fils incandescents afin de vérifier leur comportement spécifique. Si un composant ne s’enflamme pas, il a réussi au test GWIT (GWIT = « Glow Wire Ignition Temperature » ou méthode d’essai de température d’allumabilité au fil incandescent). Un autre indice tout aussi important est celui de l’inflammabilité au fil incandescent (GWFI, « Glow Wire Flammability Index ») : si un composant enflammé par ce fil met moins d’une minute à s’éteindre, sa conformité est attestée. Des méthodes de contrôle similaires sont désormais appliquées dans d’autres pays.

Un emballage sûr

Le prochain défi ne s’est pas fait attendre : bon nombre de fabricants privilégiant désormais les matériaux sans halogènes, les chercheurs doivent multiplier leurs efforts pour satisfaire à leurs attentes et la compétence détenue par un fournisseur expérimenté vaut ici son pesant d’or. Comme l’explique M. Kraus, « le programme LANXESS comprend désormais toute une série de polyamides et de types de Pocan sans halogènes répondant aux attentes toujours plus pointues de nos clients ». Ces matériaux innovants permettent de fabriquer des composants qui, selon les informations fournies par les spécialistes de LANXESS, réussissent aux tests les plus rigoureux alors que leur paroi ne fait que 0,75 mm d’épaisseur.

D’autre part, les excellentes propriétés isolantes de ces deux matériaux réduisent énormément le risque de pannes et de courts-circuits causés par les courants de fuite. Désormais, le Durethan renforcé aux fibres de verre s’emploie par exemple dans la façade des lave-linge ou dans les fouets des robots de cuisine où la belle apparence lisse de la surface et la grande résistance du matériau à l’usure sont de véritables atouts.

Les plastiques LANXESS sont omniprésents dans nos foyers

IV_1_HaushaltIl est évident qu’aspirateur, appareils de cuisine et lave-linge ne sont pas les seuls objets « en plastique » entre cave et grenier. Les plastiques haut de gamme font partie de l’équipement domestique de base car la tôle, la céramique et les autres matériaux « d’autrefois » augmentent inutilement le poids des objets. Prenons un exemple : les culots de lampe. Dans les lampes fluorescentes compactes de type DULUX EL, les concepteurs d’OSRAM utilisent le polyester Pocan de LANXESS qui répond à une triple exigence : bonnes propriétés de retardateur de flamme, bonnes propriétés électriques et bonne résistance à la déformation thermique.

Quand l’électricité et le plastique font bon ménage

LANXESS propose également une version légèrement fluide de certains polyesters haute performance : la fabrication des culots est simplifiée et le poids des composants est même réduit de 15 % par rapport aux matériaux standard, ce qui permet de réaliser des économies de transport – un bon point pour l’environnement. D’autres polyesters LANXESS servent par exemple à fixer les plaques chauffantes dans les machines à café ou sont employés comme interrupteurs automatiques dans les coffrets à fusibles.

Une utilisation polyvalente

Les matériaux polymères de LANXESS se retrouvent également dans les solides dossiers des chaises de bureau et dans les profilés isolants des châssis de fenêtres : pour les premiers, les concepteurs ont besoin d’un matériau plus léger que l’acier mais très résistant. Quant aux profilés, le plastique s’imposait car ce matériau est un mauvais conducteur thermique. Dans ces deux cas, le Durethan est la solution idéale.

IV_2_HaushaltTrès peu de plastiques sont à même de satisfaire à de telles exigences. Et si un jour, vous faites de la planche nautique pendant vos vacances au bord de la mer, vous aurez peut-être un film en Pocan sous les pieds ! En effet, les concepteurs de ces équipements ont exploité les propriétés de ce matériau extensible et adhérant parfaitement, résistant à l’eau de mer et supportant sans problème l’impression, ce qui permet aux constructeurs de réagir immédiatement aux tendances de la mode. Les plastiques sont extrêmement stables, légers, sûrs, se transforment facilement et… sont tout simplement esthétiques. On comprend donc qu’aujourd’hui, plus personne ne regrette les appareils de jadis. Le Durethan et le Pocan ont largement simplifié et sécurisé notre vie.