Votre casque a-t-il la tête dure?

Dans le cas des casques de vélo classiques,... (AP, Bernard Papon)

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Dans le cas des casques de vélo classiques, l'exposition à l'oxygène et aux ultraviolets dégrade les chaînes d'atomes de carbone dans le plastique, ce qui fait en sorte que le polymère devient moins résistant.

AP, Bernard Papon

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(Québec) CHRONIQUE / «Est-il vrai que les casques de vélo ont une certaine durée de vie? Des gens de mon entourage m'ont dit qu'il faut normalement les remplacer après cinq ans environ et que c'est Transports Canada qui réglemente ces «dates de péremption». Le polymère contenu dans les casques serait altéré par le soleil et la chaleur et absorberait ensuite moins bien les chocs. Mais dans tout ça, je soupçonne qu'il y ait un petit travail de lobbyisme de la part des fabricants. Alors, qu'en est-il vraiment?» demande Étienne Ferron-Forget, de Sainte-Foy.

Il est effectivement très difficile de s'imaginer un fabricant de casques de vélo qui se fâcherait parce que l'on recommande d'acheter un casque neuf tous les cinq ans. Cela implique bien sûr que la durabilité n'est pas un argument de vente, mais c'est un deuil que les départements de marketing font généralement sans trop de problèmes...

Et c'est d'autant plus étrange, à première vue, que l'on dit souvent que les plastiques peuvent prendre jusqu'à 1000 ans pour se dégrader complètement. Alors, il doit bien y avoir quelque chose qui cloche dans tout cela, non?

Eh bien non, répond le chercheur en génie chimique de l'Université Laval Denis Rodrigue. «En réalité, dit-il, ce n'est pas le même mode de dégradation dans les deux cas. Pour les applications extérieures comme les casques de vélo, ils mettent une limite de cinq ans parce que les polymères actuels, surtout ceux qui sont à base de pétrole, sont dégradés par les rayons UV et par l'oxygène; alors que quand on parle d'un site d'enfouissement, [...] les rayons UV ne se rendent pas sous terre et les bactéries consomment tout l'oxygène, alors ce sont des milieux anaérobies. Dans ces cas-là, la dégradation se fait généralement par biodégradation, par des bactéries. Et les polymères résistent bien à ce genre de dégradation là, c'est pour ça que c'est plus long dans les sites d'enfouissement. En fait, pour s'en débarrasser, ce serait mieux de les laisser à l'air libre!»

À l'origine, les plastiques sont des hydrocarbures, donc des sortes de «chaînes» d'atomes de carbone attachés chimiquement les uns aux autres à la queue leu leu - et auxquels s'accrochent, de chaque côté, des atomes d'hydrogène, d'où le nom d'hydrocarbure, mais c'est un point accessoire pour comprendre ce qui se passe avec les casques de vélo. Chacune de ces molécules est assez «souple», c'est-à-dire capable de plier, et se comporte ainsi un peu à la manière d'un brin de spaghetti cuit. Quand on en mélange beaucoup ensemble, cela donne un résultat semblable à un «plat de pâtes» où tous les brins de spaghettis sont enchevêtrés les uns dans les autres, et où il est difficile d'en sortir un seul à cause du frottement avec les autres brins, explique M. Rodrigue. C'est ce qui donne sa solidité à un plastique.

«En termes de nombre de maillons, ça peut changer beaucoup d'un plastique à l'autre, mais dans l'ensemble [pour les plastiques comme ceux des casques, des jouets, etc.], on peut parler de 10 à 100 [atomes de carbone]. Plus la chaîne est longue, et plus les spaghettis se tiennent fort ensemble. [À l'inverse], un caoutchouc, par exemple, c'est mou parce que les chaînes sont habituellement beaucoup plus courtes», explique notre chercheur.

Quand on laisse les plastiques à l'air libre, les ultraviolets et l'oxygène de l'atmosphère vont les attaquer, pour des raisons différentes. Les UV sont des rayons qui transportent tellement d'énergie qu'ils sont capables de briser des molécules, et les «brins de spaghetti» des plastiques n'y font pas exception. L'oxygène moléculaire (O2), pour sa part, est un composé instable et très réactif, même si on a tendance à l'oublier - sans vie végétale pour en produire, il n'y aurait pas d'O2 dans l'atmosphère terrestre, puisque l'oxygène aurait fini, assez rapidement, par réagir avec tout!

Chaînes brisées

Quand une chaîne d'hydrocarbure est brisée ainsi, explique M. Rodrigue, la chaîne casse à un endroit aléatoire qui laisse deux chaînes plus courtes par la suite - ou deux «brins de spaghetti» plus courts, si l'on préfère. L'extrémité de ces chaînes brisées sera alors ce que les chimistes appellent un «radical libre», soit un «bout de molécule» incomplet et très réactif, ce qui accélèrera la dégradation du reste des brins.

Comme on vient de le voir, plus ces brins sont longs, plus il y a de frottement entre eux, plus ils sont solidaires les uns des autres, et plus cela donne un plastique résistant. Alors, si l'exposition aux UV et à l'oxygène a pour effet de les raccourcir, on conçoit aisément que le résultat sera un affaiblissement du plastique - pas une bonne chose pour une pièce d'équipement censé protéger.

«Il faut quand même faire une distinction entre les polymères à base de pétrole [le plastique «classique»] et les nouveaux polymères qu'on appelle les biopolymères. Dans leur cas, c'est pratiquement l'inverse : ils vont être attaqués facilement par les bactéries parce qu'ils sont davantage faits de matière organique, comme du maïs ou de la patate, mais ils vont bien résister aux UV et à l'oxydation», nuance M. Rodrigue. Cela n'en ferait pas forcément des casques plus durables, remarquez, puisqu'il y a des bactéries absolument partout sur Terre. Mais pour des plastiques alimentaires, cela réduit considérablement le temps de dégradation dans un dépotoir.

Quoi qu'il en soit, généralement parlant, un casque ne devient évidemment pas inutile subitement après cinq ans, mais il y a bel et bien une base objective à la recommandation de remplacer les casques de plastique après cinq ans, ou un peu plus.

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