Les « Etonnants polymères ! » dévoilent leur mystère pour la Fête de la Science

Mais au fait, qu’est-ce qu’un polymère ?

Un polymère est constitué de macromolécules, c’est-à-dire de grandes chaines moléculaires. Celles-ci sont constituées d’unités de répétition – les briques élémentaires appelées monomères, de nature identique ou distincte - enchainées les unes aux autres par des liaisons covalentes. Il existe des polymères naturels, tels que la cellulose ou l’amidon, tandis que d’autres qui sont produits par l’homme, typiquement le polystyrène ou le polypropylène.  Les polymères sont omniprésents dans notre vie quotidienne. On les retrouve dans tous les secteurs comme la santé, l’énergie, la mobilité, l’information et la communication et l’environnement.

Les plastiques sont constitués de polymères. A l’heure où l’utilisation de certains plastiques pose problème pour la planète, que fait la recherche en chimie ?

Les polymères sont très rarement utilisés seuls; ils servent de matière première dans la formulation d’un produit fini communément appelé plastique. Les polymères sont le plus souvent mélangés à d’autres ingrédients ou additifs (typiquement : colorant, antioxydant, retardateur de flamme…) pour former un produit manufacturé.
Si les plastiques offrent beaucoup d’avantages dans la résolution d'enjeux sociétaux, il s’agit pour la société et pour les scientifiques de relever les nouveaux grands défis auxquels ils sont désormais associés. La chimie est au centre du challenge et des innovations pour une économie circulaire et durable visant à pérenniser l’usage des polymères actuels et futurs. Des travaux scientifiques et technologiques sont développés pour rendre les polymères plus écoresponsables, plus durables, plus performants, plus sûrs, plus performants, plus systématiquement et facilement recyclés et recyclables, etc. Les recherches des chimistes visent à repenser, à imaginer les polymères de demain : il s’agit de concevoir des polymères en intégrant des ressources renouvelables, en tenant compte de leur fin de vie, en les recyclant pour les réutiliser soit sous leur forme initiale, soit sous une autre forme. Pour ne citer qu’un exemple, l’ajout d’une enzyme dans les emballages du quotidien, prenons un pot de yaourt par exemple, en PLA (poly(acide polylactique), permet de les rendre compostables en conditions domestiques, un avantage par rapport aux emballages plastiques pétro-sourcés non dégradables.

Mais les polymères sont aussi bien d’autres choses que des plastiques, pouvez-vous nous donner quelques exemples ?

De par leur propriétés physicochimiques et mécaniques uniques, les polymères sont présents dans les formulations cosmétiques. Par exemple, différents polysaccharides sont utilisés pour protéger le cheveu ou améliorer l’apparence de la peau. On peut aussi citer l’exemple d’un gélifiant utilisé dans le maquillage et dans des produits de soin pour son toucher neutre et soyeux, désormais élaboré à partir d’huile biosourcée à plus de 90%. Dans le domaine des transports, les polymères occupent une place importante notamment dans l’industrie des pneumatiques avec le caoutchouc naturel ou synthétique (polyisoprène, polybutadiène, copolymères styrène/butadiène). Des polymères synthétiques de précision sont aussi développés dans des domaines aussi diversifiés que le stockage des données ou la lutte anti-contrefaçon. Dans le domaine de la santé, les polymères tels que des polypeptides (e.g. poly(acide glutamique)), des polyéthers (e.g. poly(ethylène glycol)), polyesters (e.g. poly(acide lactique-co-glycolique)), sont utilisés pour des approches diagnostiques, thérapeutiques, voire une combinaison des deux que l’on appelle théranostique. Les polymères tels que les polythiophènes sont aussi utilisés pour la production d’énergies photovoltaïques, de thermoélectricité et de froid.