Caoutchouc naturel (Cis-1,4-polyisoprène) est un produit végétal transformé qui peut être isolé à partir de plusieurs centaines d'espèces d'arbres et de plantes dans de nombreuses régions du monde, y compris les régions équatoriales d'Afrique, d'Asie du Sud-Est et d'Amérique du Sud. La sève laiteuse, ou latex, de l'arbre à caoutchouc commercial Hévéa brasiliensis fournit la quasi-totalité (plus de 99 %) de l'approvisionnement mondial en caoutchouc naturel. Le caoutchouc naturel est également produit à partir de Ficus elastica et d'autres usines africaines dans des zones de production telles que la Côte d'Ivoire, Madagascar, le Sénégal et la Sierra Leone. Le trans-1,4-polyisoprène naturel est connu sous le nom de gutta-percha ou balata et provient d'arbres d'Amérique du Sud et d'Indonésie. Cela produit un caoutchouc moins pur que le Cis isomère. Une autre source potentielle de production commerciale de caoutchouc naturel est l'arbuste guayule, Parthénium argentatum, qui pousse dans les régions chaudes et arides, comme le sud-ouest des États-Unis.
La production de caoutchouc d'hévéa est répartie entre les plantations de plus de 100 acres et les petites exploitations, généralement de moins de 10 acres. La productivité des hévéas commerciaux a augmenté régulièrement depuis les années 1970. Cette productivité accrue est due principalement au développement et à la replantation de superficies avec des arbres à maturation plus rapide et à rendement plus élevé. L'utilisation d'engrais chimiques et la lutte contre les maladies de l'hévéa ont également contribué à l'augmentation de la productivité. Des mesures strictes de contrôle des expositions aux herbicides et aux pesticides pendant le stockage, le mélange et la pulvérisation, l'utilisation de vêtements de protection et de crèmes barrières appropriés, la mise à disposition de vestiaires et une surveillance médicale appropriée peuvent contrôler efficacement les dangers associés à l'utilisation de produits chimiques agricoles .
Les arbres à caoutchouc sont généralement exploités pour le latex en faisant une coupe en spirale à travers l'écorce de l'arbre un jour sur deux, bien que la fréquence et la méthode d'exploitation varient. Le latex est recueilli dans des coupelles accrochées à l'arbre en dessous des coupes. Le contenu des gobelets est transféré dans de grands conteneurs et acheminé vers les stations de traitement. L'ammoniac est généralement ajouté comme conservateur. L'ammoniac perturbe les particules de caoutchouc et produit un produit à deux phases composé de 30 à 40 % de solides. Ce produit est ensuite concentré à 60 % de matières solides, ce qui donne un concentré de latex ammoniac, qui contient 1.6 % d'ammoniac en poids. Un concentré de latex à faible teneur en ammoniac (0.15 à 0.25 % d'ammoniac) est également disponible. Le concentré à faible teneur en ammoniac nécessite l'ajout d'un conservateur secondaire au latex pour éviter la coagulation et la contamination. Les conservateurs secondaires comprennent le pentachlorophénate de sodium, le disulfure de tétraméthylthiurame, le diméthyldithiocarbamate de sodium et l'oxyde de zinc.
Les principaux risques pour les travailleurs sur le terrain sont l'exposition aux éléments, les piqûres d'animaux et d'insectes et les risques liés aux outils tranchants utilisés pour faire des incisions dans les arbres. Les blessures qui en résultent doivent être traitées rapidement pour réduire le risque d'infection. Des mesures préventives et thérapeutiques peuvent réduire les aléas du climat et des ravageurs. L'incidence du paludisme et des maladies gastro-entériques a été réduite dans les plantations modernes grâce à la prophylaxie, à la lutte contre les moustiques et à des mesures sanitaires.
L'arbuste guayule, une plante indigène du sud du Texas et du centre-nord du Mexique, contient du caoutchouc naturel dans ses tiges et ses racines. L'arbuste entier doit être récolté pour que le caoutchouc soit extrait.
Le caoutchouc guayule est essentiellement identique au caoutchouc hévéa, sauf que le caoutchouc guayule a moins de résistance à l'état vert. Le caoutchouc Guayule n'est pas une alternative commerciale viable au caoutchouc Hevea à l'heure actuelle.
Types de caoutchouc naturel
Les types de caoutchouc naturel actuellement produits comprennent les feuilles fumées nervurées, le caoutchouc techniquement spécifié, les crêpes, le latex, le caoutchouc naturel époxydé et le caoutchouc naturel thermoplastique. La Thaïlande est le plus grand fournisseur de tôles fumées nervurées, qui représente environ la moitié de la production mondiale de caoutchouc naturel. Le caoutchouc techniquement spécifié, ou bloc de caoutchouc naturel, a été introduit en Malaisie au milieu des années 1960 et représente environ 40 à 45 % de la production de caoutchouc naturel. L'Indonésie, la Malaisie et la Thaïlande sont les principaux fournisseurs de caoutchouc techniquement spécifié. Le caoutchouc techniquement spécifié tire son nom du fait que sa qualité est déterminée par des spécifications techniques, principalement sa pureté et son élasticité, plutôt que par des spécifications visuelles conventionnelles. Le caoutchouc crêpe ne représente plus qu'une petite partie du marché mondial du caoutchouc naturel. La consommation mondiale de latex de caoutchouc naturel a récemment augmenté, principalement en raison de la demande accrue de produits en latex comme barrière contre le virus de l'immunodéficience humaine et d'autres agents pathogènes à diffusion hématogène. Les concentrés de latex sont utilisés pour la production d'adhésifs, d'endos de tapis, de mousse et de produits trempés. Les produits trempés comprennent les ballons, les gants et les préservatifs. Le caoutchouc naturel époxydé est produit en traitant le caoutchouc naturel avec des peracides. Le caoutchouc naturel époxydé est utilisé en remplacement de certains caoutchoucs synthétiques. Le caoutchouc naturel thermoplastique résulte de la vulcanisation dynamique partielle de mélanges de polyoléfines et de caoutchouc naturel. Il en est aux premiers stades du développement commercial.
Processus de production
Le latex des hévéas est soit expédié aux consommateurs sous forme de concentré, soit transformé en caoutchouc sec (voir figure 1 et figure 2). Pour le caoutchouc techniquement spécifié, un processus de fabrication consiste à coaguler le latex de terrain avec de l'acide et à faire passer le latex coagulé à travers des machines de coupe et une série de rouleaux de crêpage. Les broyeurs à marteaux ou les granulateurs convertissent le produit en miettes de caoutchouc, qui sont tamisées, lavées, séchées, mises en balles et emballées. Une autre méthode de production de caoutchouc techniquement spécifiée implique l'ajout d'un agent d'émiettement avant la coagulation, suivi d'un émiettement à l'aide de rouleaux de crêpage.
Figure 1. Saigneur d'hévéa coagulant le latex recueilli en le rassemblant d'abord sur un bâton puis en le tenant au-dessus d'un bol de fumée
Figure 2. Transformation du caoutchouc dans une plantation de l'Est du Cameroun
Les feuilles fumées nervurées sont produites en faisant passer du latex coagulé à travers une série de rouleaux pour produire des feuilles minces, qui sont gaufrées avec un motif nervuré. Le motif nervuré sert principalement à augmenter la surface du matériau et à faciliter son séchage. Les feuilles sont conservées en les plaçant dans un fumoir à 60°C pendant une semaine, calibrées visuellement, triées et conditionnées en balles.
Les formules de mélange utilisées pour les caoutchoucs naturels sont essentiellement les mêmes que celles utilisées pour la plupart des caoutchoucs synthétiques insaturés. Des accélérateurs, des activateurs, des antioxydants, des charges, des adoucissants et des agents de vulcanisation peuvent tous être nécessaires, selon les propriétés souhaitées dans le composé fini.
Les dangers découlant de l'utilisation de méthodes de production mécanisées (rouleaux et centrifugeuses) nécessitent des contrôles de sécurité stricts lors de l'installation, de l'utilisation et de la maintenance, y compris une attention à la protection de la machine. Des précautions appropriées doivent être prises lors de l'utilisation de produits chimiques de traitement. Une attention particulière doit être accordée à l'utilisation de surfaces de marche et de travail appropriées pour éviter les glissades, les trébuchements et les chutes. Les employés doivent recevoir une formation sur les pratiques de travail sécuritaires. Une surveillance stricte est nécessaire pour prévenir les accidents liés à l'utilisation de la chaleur comme aide au durcissement.