La matière première, les polymères, se présente au départ sous forme de poudres, de granulés, de flocons, de pâtes ou de liquides. Pour obtenir les différents objets que nous connaissons, il faut les traiter par différents procédés.
Pour les thermoplastiques, il y a trois étapes : la fusion, la mise en forme et la solidification.
Pour les thermodurcissables, ce sont en général des composants liquides qui sont mélangés et placés dans un moule où ils réagissent et forment une structure rigide (dite tridimensionnelle réticulée, c'est-à-dire en réseau à trois dimensions).
Il existe de nombreuses méthodes de transformation des polymères bruts. Les principales sont les suivantes :
- L’extrusion : une vis d’Archimède (vis sans fin) tourne dans un cylindre chauffé et pousse vers l’avant la matière polymérisée qui chauffe et fond peu à peu, tout en devenant bien homogène. A l’avant du cylindre se trouve une filière qui donne au plastique fondu la forme désirée : profilé, tuyau, gaine, plaque, feuille, film… Dans l’extrusion par soufflage, le plastique fondu est gonflé sous forme de bulle qui est ensuite pincée entre deux cylindres, donnant ainsi des doubles feuilles dont on fera en les découpant par exemple des sacs plastiques ou des corps creux comme des bouteilles ou des bidons.
- L’extrusion-filage : même procédé que ci-dessous, la filière étant constituée d’une plaque percée de milliers de micro-trous. La matière fondue se retrouve à l’état de fil qui est ensuite fortement étiré. Les fibres ainsi fabriquées sont utilisées pour la fabrication des tissus non-tissés (voiles et tissus chirurgicaux, langes, serviettes…).
- Le moulage par injection : le principe de la vis d’Archimède est le même, mais la masse plastifiée fondue est injectée dans un moule, dont on retire l’objet dès qu’il est solidifié. Cela permet de fabriquer de très nombreux objets de bonne qualité, de simples couverts en plastique jusqu’à la structure d’un four micro-ondes. L’injection-soufflage consiste à injecter une préforme creuse et à la souffler dans une seconde étape. Cette technique permet d’obtenir des corps creux (bouteilles et bidons) de très haute transparence. Elle est surtout utilisée avec des polymères type PET, PVC et depuis peu PP.
- Le thermoformage : à partir d’une feuille de polystyrène chauffée, déformée par poinçonnage puis à laquelle on donne une forme définitive dans un moule en la chauffant plus fort, on obtient par exemple de petites bouteilles ou des pots galbés à goulot étroit. Pour des récipients de plus grande capacité comme les réservoirs à carburant, on utilise des jetons de polyéthylène chauffés, étirés et finalement thermoformés.
- Le rotomoulage : cette technique utilise des moules métalliques de formes simples qui peuvent être de grande taille (jusqu’à 50 m3) et permet de fabriquer des objets d’un seul bloc, sans collage ni soudure. On dépose de la poudre de plastique (en général du polyéthylène) dans le moule. On place ce dernier dans un four où il est chauffé et en même temps il tourne lentement suivant deux axes. Cela permet une bonne répartition et homogénéisation de la poudre pendant qu’elle fond. On peut fabriquer des corps creux fermés ou ouverts. Le plus emblématique de ces objets est le canapé Bubble Club® créé par le styliste Philippe Starck.
- Le calandrage, qui convient bien aux matières peu fluides à l’état fondu comme le PVC. Celui-ci est chauffé et laminé entre deux ou plusieurs cylindres jusqu’à former une feuille continue. Cette dernière peut subir une finition lui donnant l’aspect d’un cuir artificiel (estampage) ou d’un velours artificiel (flockage). On peut aussi lui appliquer une impression ou une métallisation.
- Le moussage, en incluant dans la matière plastique des microbulles d’air (comme dans des œufs battus en neige), permet d’obtenir des matériaux très légers comme le rembourrage des appuis-tête d’une voiture. Les billes de polystyrène expansé (par injection de vapeur d’eau) peuvent ainsi atteindre cinquante fois leur volume initial et peuvent contenir jusqu’à 98% d’air en volume.
Des additifs peuvent être ajoutés aux polymères de bases, pour les colorer ou leur donner un aspect particulier. Certains plastiques « haut de gamme » sont ainsi utilisés pour les besoins des emballages de produits cosmétiques, par exemple pour reproduire la pureté du cristal d’un flacon de parfum.
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