Polycarbonate

 

Tout savoir sur les plaques en polycarbonate pour vos parois verticales ou la réalisation de votre toiture transparente à la Réunion. Quelles sont les propriétés du polycarbonate ? Où en en trouver ? Peut-on poser soi-même ou faire poser du film solaire anti-uv ? ...

Depuis les années 1980, la fabrication des plaques de polycarbonate alvéolaire à lames d’air révolutionne la couverture verticale et horizontale translucide des bâtiments. Ce matériau transparent, opalisant ou teinté, laisse passer une lumière tamisée, conserve la chaleur derrière le vitrage, léger et maniable il est facilement coupé, recoupé, façonné, poncé, usiné, thermoformé.

La plaque de polycarbonate alvéolaire est rentrée dans les mœurs des bricoleurs, des professionnels de la toiture transparente, de l’architecture, du bâtiment, entre autres utilisations comme la couverture de serre horticole, piscine, abris de jardin, maquettisme, décoration, design, etc.

 

LA DECOUVERTE DU POLYCARBONATE

Le polymère polycarbonate a été découvert presque par hasard en 1928, lorsque le chercheur E. I. Carothers spécialisé dans la fabrication des fils de coton au sein de l’entreprise Du Pont, a commencé à étudier les résines polyester et les polycarbonates aliphatiques. Il souhaite un matériau stable afin de rendre le prix du coton filé plus stable et de consolider la disponibilité du coton sur le marché.

Il découvre un matériau nouveau, résistant et transparent. Trop avant-gardiste pour l’époque, qui est donc temporairement mis de côté.

En 1952, trois chercheurs travaillant en Allemagne pour le groupe chimique BAYER AG, Hermann Schnell en collaboration avec son équipe de chercheurs Bottenbruch et Krimm, se sont intéressés à la molécule de polycarbonate, réussissant à la reproduire en laboratoire.

Ils découvrent un nouveau plastique grâce à une réaction de synthèse particulière à partir du bisphénol A et du phosgène, qui est par la suite nommé polycarbonate. Le polycarbonate (PC) est un matériau difficilement inflammable dont les qualités premières sont la transparence, l'incassabilité et la légèreté.

Le 16 octobre 1953, le brevet sur le polycarbonate est déposé, mais il faudra cinq années de recherches complémentaires avant qu’il puisse être fabriqué en série. Sa première mise sur le marché date de 1958. Bayer AG fabrique et commercialise le polycarbonate d'Hermann Schnell sous le nom de Makrolon® en activant la production dans son usine d'Uerdingen, en Allemagne.

• En 1959, la production industrielle de polycarbonate commence. Il est commercialisé sous plusieurs noms : Makrolon de Bayer SA, Lexan de Sabic, Xantar de DSM ou Durolon d’Unigel.
• Dès 1970, le polycarbonate, véritable succès mondial, se trouve dans de nombreux secteurs de l’industrie alimentaire, médicale, automobile, navale, aviation, spatiale, électronique, électrique, etc.
• Dans les années 1980, pour répondre à des besoins architecturaux et d’économie d’énergie, on commence à extruder le polycarbonate sous forme de plaque alvéolaire à lames d’air.

 

CARACTERISTIQUES DU POLYCARBONATE

Le matériau polycarbonate est un polymère thermoplastique solide. Normalement, il est sous forme de poudre blanche et de granulaire transparent. La structure moléculaire de ces matériaux offre une grande rigidité, une bonne résistance thermique et une viscosité relativement élevée pendant le traitement.

Sur le marché, il est facile de trouver des matériaux en polycarbonate :

• soit sous forme de granulés : pour injection et extrusion
• soit sous forme de demi-produit : pour usinage ou thermoformage : transparent, brun, gris, vert et couleurs personnalisées en grande quantité
• soit sous forme de produit fini : prêt à l’emploi ou à la découpe

Plaque fine polycarbonate : épaisseur de 0,125 mm à 0,75 mm

Plaque polycarbonate : épaisseur de 0,8 à 20 mm

Bloc polycarbonate : épaisseur de 20 à 40 mm

Barre polycarbonate : diamètre 12 à 120 mm

Tube polycarbonate : diamètre entre 50 à 75 mm, épaisseur entre 1 à 5 mm

 

PROPRIETES DU POLYCARBONATE

Le polycarbonate est une matière plastique disposant d'excellentes propriétés mécaniques, extrêmement résistant, difficilement déformable.

C’est aussi un matériau particulièrement approprié pour tous les objets demandant une résistance aux chocs et aux rayures ou subir des changements de températures élevées sans s’abimer ou se déformer.

Une résistance thermique difficilement inflammable permet une utilisation entre −100 °C et +120 °C.

Ce polymère est issu de la polycondensation du bisphénol A (BPA) et d'un carbonate ou du phosgène, ou par transestérification (processus chimique d'échange du groupe fonctionnel organique R″ d'un ester avec le groupe organique R' d'un alcool).

L'innocuité physiologique du polycarbonate permet son utilisation dans le domaine médical pour la fabrication de matériel ou de prothèses.

Le polycarbonate est mal adapté aux fours à micro-ondes car il absorbe la chaleur.

Qualité optique moyenne car constringence faible de 32 (correspond à la variation d'indice de réfraction de la matière en fonction de la longueur d'onde (c'est à dire de la couleur) de la lumière. On calcule cette variation d'indice sur les couleurs extrêmes (le rouge et le bleu). Son indice de réfraction (dans le visible) est de 1,591.

Protection UV totale (coupure UV à 380 nm). Il est utilisé surtout pour les lunettes de sécurité et de chantier dans les conditions mécaniques et chimiques extrêmes.

En forte épaisseur, il possède une légère teinte jaune.

 

LES PRODUITS FABRIQUES AVEC LE POLYCARBONATE

Le procédé de formage sous vide est utilisé pour la plupart des produits dans presque toutes les industries, il est facile pour toutes quantités. Le moulage du polycarbonate est un processus populaire permettant d’usiner le polycarbonate pour obtenir des pièces en polycarbonate d’une forme ou d’une taille particulière par thermoformage.

Ces pièces en polycarbonate sont fréquemment utilisées dans l’architecture, l’agriculture, l’automatisation, les robots, les véhicules autoguidés, les dispositifs médicaux, les équipements de loisirs, l’aviation, l’aérospatiale, les flippers, les lentilles, les boîtiers d’équipement, etc.

Son excellente résistance aux chocs en fait un matériau très approprié pour la fabrication de casques de moto ou de boucliers de police, mais aussi de mobilier ou de coques de smartphones, de vitres de sécurité pour les salles de sports ou gymnases, vitres de véhicules blindés, bulles d’hélicoptères, parebrise d’avions de chasse, voitures de compétition et formules 1, etc.

• Grâce à sa transparence exceptionnelle, il est utilisé pour la fabrication de CD et DVD, de lentilles de caméras thermiques infrarouges ou encore de vitres de phares et feux arrière d’automobiles ou des feux de navigation avions, bateaux.
• Pour les véhicules réaménagés et véhicules de loisirs : porte, fenêtre, lucarne, rétroviseur, capot moteur, intérieur de porte, boîte de rangement, etc.
• Pour les plateaux et palettes d’expédition, conteneurs de stockage et boîtiers de drone.
• Pour les dômes, skydomes, puits de lumière, évacuateurs de fumée
• Pour les sièges d’avions et combinaisons de protection des astronautes.
• Pour les bacs hydroponiques des plantes, fruits et légumes.
• Pour les plaques alvéolaires pour cloisons, bardage, toitures transparentes. 

 

UTILISATION DU POLYCARBONATE DANS NOTRE QUOTIDIEN

Le polycarbonate a été longtemps utilisé dans le matériel de cuisine, ainsi que pour la vaisselle dite « incassable ». Les verres ou gobelets en plastique utilisés pour des évènements par exemples, si rigides qu’on dirait du vrai verre, sont en polycarbonate. En revanche, en raison de la présence du Bisphénol A (BPA), il est moins répandu dans les accessoires en contact direct avec les aliments.

Il est également utilisé pour tout ce qui demande une résistance aux chocs plus ou moins importants tels que les boucliers des agents de protection civile anti-émeute, des vitrages anti-vandalisme, les casque de moto, ainsi que les CD, biberon et un certain nombre d’objets voués à être utilisés de longues années, même de manière intensive.

• Les appareils ménagers en ont fait aussi une utilisation logique : sa haute résistance aux températures élevées permet d’en faire des bouilloires, sèche-cheveux, réfrigérateurs, mixeurs. En High-tech, on le retrouve encore dans la composition des Smartphones (boitiers) et ordinateurs (panneaux d’équipement et boîtiers extérieurs).

 

LES PLAQUES DE POLYCARBONATE PLEINES POUR BATIMENT ET ARCHITECTURE

Depuis sa mise sur le marché en 1959, le polycarbonate existe sous forme de plaque pleine. Aujourd’hui en on trouve facilement des plaques :

• 0.6 à 1.5 mm - Avec les épaisseurs très minces, on peut en faire des tôles ondulées ou nervurées pour les puits de lumière des toitures, ou des tubes minces, ou des profils pour ranger les fils électriques, la déco, etc.
• 2 à 5 mm - Avec les épaisseurs minces, on va remplacer une vitre brisée pour une meilleure résistance aux chocs ; pour la vitre d'un cadre et d'un tableau plus légère et résistante que le verre ; pour en faire des caisses carrées ou rectangulaires transparentes pour exposer une maquette (voilier ancien, voiture, camion, char, prototype, objet à présenter au public...).
• 6 à 8 mm - Avec les épaisseurs moyennes, de nombreuses applications existent pour l'habitat et bâtiment : économie d'énergie, décoration, design, cloison de séparation…

 

LES PLAQUES DE POLYCARBONATE ALVEOLAIRE POUR BATIMENT ET ARCHITECTURE

Dans les années 1980, pour répondre à des besoins architecturaux et d’économie d’énergie, on commence à extruder le polycarbonate sous forme de plaques alvéolaires à lames d’air.

De forme rectangulaire, les plaques ont une largeur commerciale de 90 à 122 centimètres et pour des applications spécifiques jusqu’à 270 cm. Les chaines de fabrication extrudent en continu de grandes longueurs coupées en différentes dimensions commerciales de 2, 3, 4, 6 et 7 mètres, très exceptionnellement sur-mesure de 10 à 12 mètres linéaires.

Les plaques en polycarbonate alvéolaire existe en plusieurs épaisseurs : 6mm, 9mm, 16mm, 22mm, 32mm 55 mm.

6 à 9 millimètres - Si vous souhaitez réaliser une petite structure par exemple une serre pour vos plantes et semis, une plaque polycarbonate transparente de faible épaisseur de 6 à 9 mm sera suffisante.

16 millimètres - Si vous souhaitez réaliser un puits de lumière ou une toiture transparente pour votre varangue ou véranda, la plaque de 16 mm sera nettement plus résistante face aux intempéries et offrira une excellente résistance aux fortes tempêtes australes.

32 millimètres - Si vous souhaitez une résistance supérieure et une meilleure isolation phonique et solaire, on trouve des plaques polycarbonates en grandes longueurs 700cm et plus grandes largeurs 122 cm, en 32mm. Certes les prix sont nettement plus élevés et elles sont difficiles à trouver à l'île de la Réunion, contactez-nous.

55 millimètres - Il existe des plaques alvéolaires de 55 mm. Elles sont utilisées pour une forte protection et sécurité des toitures et parois verticales. L’isolation contre le bruit, le froid ou la déperdition de chaleur sont recherchés.

Dans tous les cas de figures, quelle que soient l'épaisseur et la protection solaire intégrée, il y aura assez de luminosité pour éclairer votre espace de vie ou de travail.

• Attention toutefois, même si votre plaque de polycarbonate alvéolaire laisse passer moins de chaleur qu’une plaque de verre, il fera quand même très chaud en-dessous en plein soleil.
• Il existe quelques films adhésifs en polyester mylar cristal de protection solaire anti-UV qui permettent de bloquer une grande partie du rayonnement de chaleur vers l’intérieur et d’améliorer immédiatement votre confort. En cas de climatisation, le compresseur est nettement moins sollicité, les économies d’EDF sont réellement concrètes.

La plaque est constituée de plusieurs parois en polycarbonate. Ce produit doit sa légèreté et ses propriétés aux alvéoles remplies d'air qu'il contient.

Cela lui confère un fort pouvoir isolant, aussi bien du point de vue thermique que du point de vue phonique. Très solide, le polycarbonate alvéolaire est fréquemment utilisé dans le domaine de la construction. Sa structure rigide et transparente sert notamment à concevoir des toitures et des parois vitrées robustes.

Employé dans la construction de bâtiments industriels et sportifs, le polycarbonate alvéolaire est également un matériau de choix pour construire des vérandas, des marquises, des auvents et des abris qui laissent passer la lumière.

Cette forme légère de polycarbonate est caractérisée par sa solidité exceptionnelle, sa transparence et son pouvoir isolant. Voici les principales applications de ce produit :

• Gymnases, serres horticoles, couvertures de piscine, ateliers de bricolage, puits de lumière pour garagistes et autres professionnels, toitures transparentes des restaurants et de lieux publics... Ou bien à votre domicile varangue/véranda/espace de jeux.

Le polycarbonate alvéolaire connaît un fort succès dans le domaine des équipements sportifs. La structure particulière de ce produit, ainsi que son épaisseur, le rendent particulièrement résistant face aux chocs.

Ces chocs peuvent notamment être dus aux lancements de ballons ou d'autre objets utilisés dans des disciplines sportives. De plus, les alvéoles remplies d'air améliorent considérablement l'isolation thermique et phonique des bâtiments sportifs. La plaque de polycarbonate alvéolaire permet aux établissements sportifs de faire de belles économies d'énergie, que ce soit au niveau de l'éclairage ou du chauffage.

Effectivement, en plus d'être un bon isolant thermique (empêche le froid de pénétrer) le polycarbonate alvéolaire laisse passer une grande quantité de lumière naturelle à l'intérieur des bâtiments et surtout conserve la chaleur à l’intérieur des locaux empêchant une déperdition de l’air chaud vers l’extérieur.

Grâce à sa solidité et à sa transparence, la plaque de polycarbonate alvéolaire a de nombreuses applications au niveau des habitations. Combinées à des plaques de polycarbonate pleines, ces matériaux servent notamment à construire des vérandas.

Les parois vitrées sont généralement faites en polycarbonate plein, tandis que la toiture est souvent constituée de plaques de polycarbonate alvéolaire. Tout comme pour les bâtiments dédiés aux activités sportives, les toitures en polycarbonate sont très solides et peuvent supporter les intempéries durant de nombreuses années.

A titre d’exemples concrets, vous pouvez imaginer :

• Un avion de ligne stationné dans un grand hangar aéroportuaire moderne avec une structure de toit en treillis métalliques et des parois translucides, éclairé par une lumière intérieure dans un environnement nocturne.
• La vue intérieure d'un stade de sport avec des sièges bleus et jaunes, une piste d'athlétisme en tartan orange, un terrain de jeu verdoyant, et un toit partiellement couvert par une structure transparente permettant le passage de la lumière naturelle et d’abris pour la pluie.
• Une serre avec une structure grise et des vitres translucides, située dans un jardin public avec des arbres taillés de chaque côté de l'entrée et un réverbère à leds à l'avant-plan.
• L’intérieur d'une grande serre agricole moderne avec des parois et un toit en polycarbonate translucide, équipée de systèmes d'irrigation et d'éclairage suspendus, couvrant une étendue de culture verte.

 

SYNTHESE DES CARACTERISTIQUES DU POLYCARBONATE ALVEOLAIRE

Isolation thermique :

L'un des principaux avantages d'une toiture ou d'une paroi en polycarbonate est qu'elle participe grandement aux performances thermiques du bâtiment, notamment dans l’hémisphère nord et les pays froids. Le polycarbonate alvéolaire est un matériau isolant.

L'épaisseur du polycarbonate et la densité des alvéoles d'air contribuent à retenir la chaleur qui s'échappe par le haut et par les murs de la construction. C'est une excellente solution pour économiser l'énergie en chauffage, en particulier dans les bâtiments à gros volume tels que les gymnases et les piscines municipales.

Isolation phonique :

La plaque de polycarbonate alvéolaire est aussi un bon isolant phonique. Elle réduit les nuisances sonores provenant de l'intérieur comme de l'extérieur. Cela peut être intéressant pour des bâtiments industriels avec des équipements bruyants ou pour des structures sportives fréquemment animées.

Transparence et teintes :

L'un des atouts majeurs du polycarbonate alvéolaire est sans doute sa capacité à laisser passer la lumière. Il permet d'éclairer naturellement de grands espaces intérieurs en minimisant l'utilisation d'éclairages artificiels. Là encore, l'utilisation de plaques en polycarbonate alvéolaire est synonyme d'économies d'énergie.

Le polycarbonate alvéolaire n'est pas seulement transparent. Ce produit est également disponible en d'autres teintes, comme opale. La teinte opale donne une couleur blanche légèrement translucide au polycarbonate. Ce traitement est notamment conseillé pour vous affranchir d'éventuels vis-à-vis.

Solidité :

La solidité et la rigidité sont des caractéristiques importantes du polycarbonate alvéolaire. Il constitue des surfaces dures qui ont une grande résistance contre les chocs causés par des projectiles, des intempéries ou des dégradations.

Selon son épaisseur, ce matériau peut subir un cintrage pour créer des surfaces courbes, comme un toit arrondi.

Légèreté :

Contenant principalement de l'air, la plaque en polycarbonate alvéolaire est très légère. Elle peut ainsi recouvrir de grandes surfaces telles qu'une toiture, sans crainte qu'elle ne génère un poids trop élevé pour le bâtiment. Grâce à sa légèreté, le polycarbonate alvéolaire s'avère facile à manipuler et à poser.

Résistance aux UV :

Traité pour résister aux rayons ultraviolets (UV), le polycarbonate ne se détériore pas sous l'effet du rayonnement solaire. Il garde sa solidité et sa transparence, contrairement à d'autres matières qui ont tendance à se détériorer à cause du soleil. Ce traitement anti-UV a une double efficacité : il vous protège également des risques liés à l'exposition prolongée au soleil.

Pour assurer sa légèreté, sa transparence et sa robustesse, ce type de plaque est construite à partir d’une résine plastique. Traitée pour résister aux rayonnements UV, cette matière est capable de supporter une forte exposition au soleil, sans jaunir. Elle est également assez solide pour affronter les conditions météo difficiles.

 

OU TROUVER DES PLAQUES DE POLYCARBONATE A LA REUNION ?

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EST-IL UTILE DE FAIRE POSER DES FILMS SOLAIRES ANTI-UV SUR DU POLYCARBONATE ?

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