Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

Voir le focus Gaz naturel.

Données industrielles

Formule

Les copolymères styréniques : styrène-butadiène (SBR), styrène-acrylonitrile (SAN), acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), acrylonitrile-styrène-acrylate (ASA)… sont traités au chapitre caoutchoucs, élastomères et résines styréniques.

Historique

La découverte du polystyrène remonte à 1839, mais son exploitation à grande échelle, en Allemagne et aux États-Unis, date des années 1930, la première fabrication industrielle ayant eu lieu en 1933. Le premier procédé utilisé (suspension aqueuse) fonctionnait en « discontinu ». Dès les années 40 apparaissent des procédés de polymérisation « en masse », continus ou discontinus. Le procédé « masse continu » triomphe dans les années 60, grâce notamment aux progrès technologiques permettant d’évacuer la chaleur produite par la polymérisation (environ 710 kJ/kg).

Le polystyrène expansible a été inventé en 1944 par Ray Mc Intire (1919-1996) alors qu’il travaillait pour Dow Chemical sur les caoutchoucs flexibles. Cette découverte fût le fruit du hasard : l’idée de départ était de copolymériser du styrène et de l’isobutène sous pression. Le styrène fut le seul à polymériser et l’isobutène se vaporisa, s’immisçant dans la matrice du polymère. Commercialisé sous le nom de Styrofoam, ce matériau rigide de faible densité a d’abord été utilisé comme isolant thermique pour le bâtiment.

Fabrication industrielle

On distingue trois types de polystyrènes : le polystyrène « cristal » (PS, non cristallin mais portant ce nom à cause de son aspect transparent), le polystyrène « choc » et le polystyrène expansible (PSE). Sans aucun ajout, le polystyrène est solide à 20°C et pâteux à 120°C, la fusion s’opérant entre 150°C et 170°C. Le polystyrène est généralement inflammable et combustible, la dégradation commençant dès 350°C et l’auto-inflammation vers 490°C. D’une densité réelle de 1,03 à 1,05, le polystyrène est soluble dans les hydrocarbures chlorés et aromatiques.

Élaboration du polystyrène « cristal » (GPPS en anglais) :
Le procédé, mettant en œuvre une suspension aqueuse, est encore utilisé pour obtenir des masses molaires élevées : en milieu aqueux inerté au diazote, en présence de plastifiant (fluidifiant, par exemple : huile minérale) et de catalyseur peroxydique (peroxyde de benzoyle et hydroperoxyde de tertiobutyle), le monomère, structuré sous forme de gouttelettes dans la suspension grâce à l’action d’un surfactant (polyalcool vinylique et phosphate tricalcique), polymérise sous forme de perles. A la fin, la polymérisation, en plusieurs étapes de 95°C à 120°C, atteint 99,95 %.

Le procédé masse continu consiste à effectuer la polymérisation – en plus du catalyseur et du plastifiant – en présence d’un diluant, l’éthylbenzène (0 à 15 % en masse, recyclé en fin de polymérisation), qui diminue la viscosité du milieu réactionnel et autorise un meilleur contrôle des températures (de 80°C à 170°C).

Le polystyrène est livré sous forme de billes de 0,2 à 0,3 mm de diamètre.

Élaboration du  polystyrène « choc » (HIPS en anglais) :
Il est obtenu en ajoutant au milieu réactionnel de 2 % à 10 % de polybutadiène. Il possède une très bonne résistance aux chocs, mais il est non transparent. En présence de quantités plus importantes de butadiène, on obtient des copolymères styrène-butadiède (SBR), traités au chapitre caoutchoucs, élastomères et résines styréniques.

Élaboration du polystyrène expansible (PSE) : il est constitué à 98 % d’air.
Il existe deux types de PSE : les polystyrènes expansibles moulés (PSE-M) et les polystyrènes expansibles extrudés (PSE-E).

Le PSE-M est obtenu à partir d’un polystyrène « expansible » qui n’est rien d’autre qu’un polystyrène cristal auquel on a ajouté, en cours de polymérisation, un agent d’expansion, le pentane (C₅H₁₂), dont la température d’ébullition, à la pression atmosphérique, est de 35°C. Une pré-expansion est opérée à la vapeur d’eau puis une période de stabilisation permet aux perles de PS pré-expansées de perdre leur excédent d’eau. Enfin, dans un moule, on les expanse et on les moule à la vapeur.

Le PSE-E est quant à lui obtenu lors de l’extrusion par injection sous pression d’un gaz (les HCFC ont été remplacés par le pentane) dans le polymère cristal fondu.

La présence au sein du polystyrène expansible de particules de graphite qui donne un produit gris permet d’accroitre de 20 % le pouvoir d’isolation du matériau.

L’utilisation des catalyseurs métallocènes a par ailleurs permis l’élaboration d’un PS syndiotactique permettant des applications techniques. Le SPS, plastique technique, est doté d’une résistance thermique accrue (point de fusion de 270°C) et d’une résistance chimique élevée. Il trouve des applications dans l’électronique, les équipements électriques et l’automobile. Par exemple le groupe Idemitsu, possède au Japon à Chiba, une capacité de production de 9 000 t/an.

Productions

La capacité mondiale de production est, en 2019, de 25,87 millions de t/an dont 15,61 millions de t/an pour le polystyrène compact et 10,26 millions de t/an pour le polystyrène expansible. Pour le polystyrène compact, les capacités de production sont situées à 35,7 % en Asie (hors Chine), 24,0 % en Chine, 16,2 % en Amérique du Nord, 16,0 % en Europe, 5,0 % en Amérique du Sud, 3,1 % au Moyen Orient et en Afrique.

Productions :

en milliers de t

	Polystyrène compact		Polystyrène expansible
Monde, en 2018	10 400
Union européenne, en 2023	1 334		1 314
États-Unis et *Canada **Canada et Mexique, en 2021	1 773 **		516*
Taipei chinois, en 2018	724
Japon	608, en 2022		108, en 2021
Corée du Sud, en 2018	580		455
Belgique, en 2023	447		83
France, en 2023	255		97
Italie, en 2023	164		53
Allemagne	224, en 2013		469, en 2022
Inde, en 2020-21	212		97

Sources : American Chemistry Council, The Japan Plastics Industry Federation, APIC country reports et Eurostat

Commerce international

Pour le polystyrène compact : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 3,758 millions de t, en 2020.

en milliers de t

Taipei chinois	407		Corée du Sud	172
Belgique	312		États-Unis	170
France	242		Japon	126
Malaisie	231		Thaïlande	115
Chine	186		Italie	102

Source : ITC

Les exportations de Taipei chinois sont destinée à 25 % à la Chine, 10 % au Vietnam, 7 % à l’Égypte…

Principaux pays importateurs :

en milliers de t

Chine	624		Italie	129
Allemagne	168		Mexique	113
Malaisie	164		Pologne	82
Turquie	155		États-Unis	75
Vietnam	132		Canada	68

Source : ITC

Les importations de la Chine proviennent à 28 % de Malaisie, 17 % de Taipei chinois, 13 % du Japon, 13 % de Hong Kong, 13 % de Corée du Sud.

Pour le polystyrène expansible : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 1,937 million de t en 2022.

en milliers de t

Chine	339		Iran	77
Taipei chinois	271		États-Unis	77
Pays Bas	242		France	76
Turquie	136		Canada	65
Belgique	97		Grèce	56

Source : ITC

Les exportations chinoises sont destinée à 12 % à la Corée du Sud, 11 % au Vietnam, 8 % à la Thaïlande, 6 % au Brésil…

Principaux pays importateurs :

en milliers de t

Pologne	245		Vietnam	75
États-Unis	179		Mexique	74
Italie	154		Roumanie	65
Allemagne	144		Pays Bas	62
France	103		Royaume Uni	57

Source : ITC

Les importations polonaises proviennent à 27 % d’Allemagne, 23 % des Pays Bas, 16 % d’Autriche, 7 % de République tchèque…

Principaux producteurs

Polystyrène compact, en 2018 :

en milliers de tonnes de capacités de production annuelles

Ineos Styrolution (Allemagne)	2 122		Sinopec (Chine)	650
Chi Mei (Taipei chinois)	1 500		Formosa Plastics (Taipei chinois)	540
Trinseo (États-Unis)	1 410		PS Japan (Japon)	500
TotalEnergies (France)	1 013		Versalis (ENI, Italie)	500
AmSty (États-Unis)	825		LG Chem (Corée du Sud)	300

Sources : ISSUU et rapports des sociétés

• BASF et Ineos ont regroupé, en octobre 2011, leurs activités dans le polystyrène « cristal » et « choc », hors polystyrène expansible, dans une joint venture, Styrolution. En novembre 2014, Ineos a acquis la part de BASF et Styrolution est devenu Ineos Styrolution, en janvier 2016. Possède des usines de fabrication de polystyrène à Anvers, en Belgique avec 475 000 t/an, Wingles, en France avec 180 000 t/an puis 120 000 t/an en 2020, Ulsan, en Corée du Sud avec 250 000 t/an, Dahej, en Inde avec 78 000 t/an, Altamira, au Mexique avec 175 000 t/an, aux États-Unis, à Channahan avec 399 000 t/an et Decatur avec 193 000 t/an et en Chine, acquises, à compter du 1^er février 2019, auprès de Total, à Foshan (Guangdong) avec 200 000 t/an et Ningbo (Zhejiang) avec 200 000 t/an.
• Trinseo (ex Styron), société issue de Dow Chemical, produit du polystyrène « cristal » et « choc » en Allemagne à Schkopau avec 175 000 t/an, en Belgique à Tessenderlo, avec 265 000 t/an, aux Pays Bas à Terneuzen, en Indonésie à Merak, avec 650 000 t/an, à Hong Kong à Tsing Yi, avec 200 000 t/an et, en Chine à Zhanyjiagang, avec 120 000 t/an. Aux États-Unis, la production est assurée par Americas Styrenics, joint venture avec Chevron Phillips.
• TotalEnergies , possède des capacités de production de 413 000 t/an en Europe avec des usines à Feluy, en Belgique, Gonfreville et Carling (215 000 t/an), en France et de 600 000 t/an aux États-Unis, à Carville, en Louisiane. En 2019, les unités de production chinoises ont été cédée à Styrolution et la production de El Prat de Llobregat (110 000 t/an), en Espagne, près de Barcelone a été arrêtée.
• AmSty (Americas Styrenics) est une joint venture entre Trinseo et Chevron Phillips. Les unités de production sont situées, aux États-Unis, à Allyn’s Point, dans le Connecticut, avec 73 000 t/an, Hanging Rock, avec 85  000 t/an et Marietta, avec 360 000 t/an, dans l’Ohio, Joliet, dans l’Illinois, avec 125 000 t/an et Torrance, en Californie, avec 115 000 t/an ainsi qu’en Colombie, à Cartagena, avec 77 000 t/an.

Polystyrène expansible moulé, en 2017 :

en milliers de t de capacités annuelles de production

Loyal Group (Taipei chinois), en 2020	2 330		Taita Chemical (Taipei chinois)	280
Wuxi Xingda Group (Chine)	1 350		Jiangyin Nijiaxiang (Chine)	240
BASF (Allemagne)	540		Ming Dih Group (Taipei chinois)	160
Synthos (Pologne)	520

Sources : sites des sociétés

• Les usines de Loyal Group, en Chine, sont situées à Dongguan avec 450 000 t/an, Jiangyin avec 450 000 t/an, Tianjin avec 390 000 t/an, Ningbo avec 280 000 t/an, Karamay avec 120 000 t/an, Panjin avec 160 000 t/an et Kaohsiung avec 130 000 t/an.
• BASF produit du polystyrène expansible à Ludwigshafen (Allemagne), Anvers (Belgique), Ulsan (Corée du Sud) et Nanjing (Chine).
• Synthos, groupe polonais, a acquis, en août 2016, les activités de Ineos dans le polystyrène expansible, c’est-à-dire les usines en France de Wingles (62) et Ribécourt (60, qui a fermé en 2020) et aux Pays Bas, l’usine de Breda avec une capacité totale de production de 310 000 t/an. Par ailleurs produit du PSE en Pologne à Dwory avec 105 000 t/an et en République tchèque à Kralupy avec 105 000 t/an.

Polystyrène expansible extrudé : le principal producteur est Dow Chemical, suivi par Owens Corning et BASF.

Recyclage

Logo de recyclage :

Le polystyrène peut être recyclé selon différentes voies :

• Mécanique : après broyage, le polystyrène peut être récupéré par triage à l’aide d’un rayonnement dans le proche infrarouge et permettre ainsi d’obtenir une pureté de 99,9 %.
• Chimique par dépolymérisation : Ineos Styrolution a montré, dans son usine d’Anvers, en Belgique, à l’échelle du laboratoire la faisabilité d’un procédé par dépolymérisation catalytique par micro onde développé par la société québécoise Pyrowave. Afin d’interagir avec les micro ondes, le polystyrène est mis en présence de particules de carbure de silicium.
• Chimique par dissolution dans un solvant puis extraction par exemple par la société Polystyvert, dans la province du Québec, au Canada.

Les déchets de polystyrène expansible représentent 5,8 millions de t/an dont 1,8 million de t/an, en Chine. Dans les pays européens nordiques, le taux de recyclage est de 72 %. En Chine, il est de 30 %.
Avant recyclage, les emballages en PSE sont compactés afin de diminuer leur volume.
En 2012, aux États-Unis, 42 500 t de PSE ont été recyclées dont 16 700 t proviennent de produits consommés et 25 800 t de chutes de fabrication.
En France, en 2011, le recyclage des emballages en PSE a porté sur 13 000 t soit un taux de recyclage de 32,5 %.

En 2018, TotalEnergies s’est associé à Saint Gobain pour recycler le polystyrène expansible d’isolation et au Syndifrais (Syndicat National des Fabricants de Produits Laitiers Frais) et à Citeo (ex Eco-emballages) pour recycler les emballages de produits laitiers (yaourts…) en polystyrène choc. La production prévue, en 2019, est de 4 000 t de polystyrène renfermant 20 % de produit recyclé. Le recyclage a lieu à Feluy, en Belgique et à Carling (57), en France.

Situation française

Production : en 2023.

• PS : 255 029 t.
• PSE : 96 676 t.

Exportations : en 2024.

• PS : 204 149 t vers l’Allemagne à 22 %, l’Espagne à 17 %, la Belgique à 11 %, l’Italie à 8 %, le Portugal à 7 %, les Pays Bas à 6 %.
• PSE : 77 054 t vers l’Italie à 21 %, l’Allemagne à 16 %, la Pologne à 15 %, l’Espagne à 13 %, la Norvège à 6 %, le Royaume Uni à 5 %.

Importations : en 2024.

• PS : 68 257 t de Belgique à 38 %, d’Allemagne à 18 %, d’Italie à 12 %, d’Espagne à 9 %.
• PSE : 98 452 t de Belgique à 31 %, d’Allemagne à 30 %, des Pays Bas à 12 %, de Pologne à 6 %.

Producteurs :

• TotalEnergies exploite des usines à Gonfreville (76) avec 160 000 t/an et Carling (57) avec 215 000 t/an. Le styrène utilisé à Carling provient, par train, de l’usine de Gonfreville.
• Ineos Styrolution possède une usine de fabrication de polystyrène à Wingles (62), avec 3 lignes de production et une capacité de 180 000 t/an. Le styrène est acheminé par canaux. En 2020, l’une des 3 lignes de production de polystyrène de 60 000 t/an a été convertie en fabrication d’ABS, avec 50 000 t/an.
• Synthos produit du polystyrène expansible, à Wingles (62) avec 90 000 t/an. En octobre 2020, l’unité de production de polystyrène expansible de Ribecourt (60) avec 90 000 t/an a été fermée.
• Dow Chemical produit du polystyrène expansible extrudé à Drusenheim (67).

Utilisations

Dans l’Union européenne, plus la Norvège et la Suisse, en 2019, le polystyrène et le polystyrène expansible représentent 6,2 % de la consommation de matières plastiques, avec 1,6 million de t pour le polystyrène compact et 1,6 million de t pour le polystyrène expansible.

Consommation

En 2020, la consommation mondiale de polystyrène (tous types confondus) était de 18,6 millions de tonnes, dont, en 2016, 6,62 millions de t de polyéthylène expansible.

Répartition de la consommation de polystyrène, en 2019.

Chine	31 %	Europe de l’Ouest	12,5 %
Amérique du Nord	18 %	Moyen Orient	6 %

Source : IHS Markit

En France, en 2011, la consommation d’emballages en PSE a été de 40 000 t, dont 19 000 t d’emballages ménagers et 21 000 t d’emballages industriels.

Répartition des utilisations par secteur

Polystyrène, en 2010 :

	Monde	Europe	Amérique du Nord	Asie
Emballages	37 %, en 2019	48 %	61 %, en 2014	18 %
Applications électriques	33 % en 2019	15 %	21 %	49 %
Construction	7,7 %

Sources : IHS, Nexant

Polystyrène expansible, en 2020, dans le monde :

Construction	47 %	Automobile	9 %
Emballages	39 %

Sources : Grand View Research

Le polystyrène compact est employé pour la fabrication de nombreux objets du quotidien : vaisselle jetable, pots de yaourts, emballages alimentaires, jouets (briques de LEGO), meubles de jardin, réfrigérateurs, aspirateurs, équipements de salles de bain…

Le polystyrène expansible est employé pour la protection de nombreux appareillages : réfrigérateurs, écrans de télévision, ordinateurs… Il est également employé dans des emballages et récipients alimentaires. Bon isolant thermique, il est utilisé dans l’isolation thermique des bâtiments mais aussi pour élaborer des tasses à café jetables, avec une consommation, aux États-Unis, de 25 milliards d’unités par an.

Bibliographie

Archives

Polystyrène 2023

Polystyrène 2022

Polystyrène 2019

Polystyrène 2014

Polystyrène 2012

Polystyrène 2004

Polystyrène 1996

 

Données industrielles

Formule

Historique

Au début des années 50, Giulio Natta (prix Nobel en 1963 avec Karl Ziegler) découvre un catalyseur de la famille des catalyseurs dits de « Ziegler-Natta » (voir le chapitre polyéthylène) permettant de fournir un polypropylène isotactique (dans lequel tous les groupements méthyles sont du même côté de la chaîne polyéthylénique c’est à dire où toutes les sous-unités ont la même configuration : _|_|_|_|_|_|_ etc…) caractérisé par une haute résistance mécanique, une inertie à l’agression chimique et des températures d’utilisation supérieures à 100°C.

La production industrielle de polypropylène a débuté, en 1957, en Italie, Allemagne et États-Unis.

Au milieu des années 70 ont été mis au point les premiers catalyseurs de type Ziegler-Natta superactifs à haute stéréosélectivité. Jusque là, la nécessité d’utiliser un solvant autre que le monomère propylène, solvant qu’il fallait recycler, le traitement des résidus et l’exclusion des sous-produits rendaient coûteuse la production.

Les catalyseurs métallocènes, fonctionnant en catalyse homogène, permettent d’obtenir une isotacticité de 99 % avec un rendement environ 100 fois supérieur à celui des meilleurs catalyseurs Ziegler-Natta. L’utilisation de ces catalyseurs est actuellement réduite mais est en forte augmentation.

Fabrication industrielle

Principaux procédés :

• Le procédé « Spheripol », exploité par LyondellBasell. La polymérisation s’effectue en phase liquide, le monomère étant le solvant, dans des conditions douces (60 à 80°C). Le rendement du catalyseur, qui se présente sous la forme de grains sphériques en suspension, est de 35 000 kg de polypropylène par kg de catalyseur avec 98 % d’isotacticité. Il représente, en 2017, 39 % des capacités de production installées.
  Autres procédés de même type : « Hypol » de Mitsui, le procédé d’ExxonMobil.
• Le procédé « Unipol », exploité par Dow Chemical. La polymérisation s’effectue en phase gazeuse. Le catalyseur supporté à haute activité utilisé, appelé « shac », avait été initialement mis au point pour la production de polyéthylène (PE-BDL et PE-HD) (voir le chapitre polyéthylène). En 2017, 16 % des capacités de production, utilisent ce procédé.
  Autres procédés de même type : « Novolen », exploité par McDermott avec 11 % des capacités de production, « Spherizone » de LyondellBasell, « Horizone » de JPP, le procédé d’Ineos.
• Un procédé hybride, « Borstar », est exploité par Borealis.

Les différents types de polypropylènes

Les polypropylènes utilisés industriellement sont quasiment toujours isotactiques. Les propriétés du polymère atactique sont celles d’une cire et sont donc éloignées de celles, en général, souhaitées.

Les homopolymères représentent de 65 à 75 % de la production de polypropylène.

Les polymères à blocs (ICP : « Impact copolymer ») avec une matrice de polypropylène et une dispersion de polyéthylène ou d’élastomères représentent de 20 à 30 % de la production de polypropylène. Ainsi une résistance au choc très élevée est obtenue en ajoutant de 20 à 40 % en masse d’élastomères, en vue d’une utilisation dans les pare-chocs des véhicules de tourisme.

Les copolymères (RCP : « Random copolymer »), avec l’éthylène (de 1,5 à 7 % en masse), représentent de 5 à 10 % de la production de polypropylène. Ils sont plus transparents, plus facilement thermoscellables et plus résistants aux chocs.

Les mélanges à base de polypropylène sont préparés avec des charges d’environ 40 % en masse de talc ou de carbonate de calcium. Des polypropylènes sont également renforcés par 20 à 30 % en masse de fibres de verre ou de mica.

Productions

En 2018, les capacités mondiales de production sont de 80,4 millions de t/an. Celles de la Chine, en 2018, sont de 26 millions de t/an, le pays restant importateur avec 3,18 millions de t, en 2021.
En 2018, la capacité de production nord-américaine (États-Unis, Canada et Mexique) est de 9,058 millions de t/an pour une production, en 2021, de 8,077 millions de t.
En 2020-21, la capacité de production de l’Inde est de 6,100 millions de t/an pour une production de 5,210 millions de t, en 2018, celle de la Corée du Sud, de 4,922 millions de t/an, pour une production de 4,353 millions de t. La capacité de production du Japon est de 2,759 millions de t/an pour une production de 2,358 millions de t, celle de la Thaïlande de 2,305 millions de t/an pour une production de 2,241 millions de t, celle de Singapour de 1,610 million de t, celle de Taipei chinois de 1,474 million de t pour une production de 1,389 million de t. La capacité de production russe est de 1,42 million de t/an pour une production de 1,40 million de t.
En 2023, la production de l’Union européenne a été de 8,620 millions de t de polypropylène avec les valeurs suivantes pour les principaux pays :

en milliers de t

Allemagne, en 2022	1 702		Italie	822		Slovaquie	260
Belgique	1 603		Pays Bas	673		Hongrie	231
France	1 090		Pologne, en 2020	351		Finlande	176
Espagne	894		République tchèque	284		Bulgarie	100

Source : Eurostat

Commerce international : en 2023 pour le polypropylène sous forme primaire.

Principaux pays exportateurs, sur un total de 21,432 millions de t, en 2022 :

en milliers de t

Corée du Sud	1 799		Singapour	808
États-Unis	1 285		Malaisie	589
Chine	1 148		Russie	536
Allemagne	959		Thaïlande	520
Belgique	951		France	505

Source : ITC

Les exportations coréennes sont destinées à la Chine pour 27 %, au Vietnam pour 14 %, à la Turquie pour 13 %.

Principaux pays importateurs :

en milliers de t

Chine	2 697		Allemagne	814
Turquie	2 035		Vietnam	712
Inde	1 327		Mexique	689
Italie	1 009		Belgique	630
Indonésie	856		Pologne	595

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent à 20 % de Corée du Sud, 15 % des Émirats Arabes Unis, 9 % du Japon, 9 % d’Arabie Saoudite, 8 % de Singapour.

Principaux producteurs,  en 2017, sur un total de 76,81 millions de t/an :

en milliers de t/an de capacités de production

Sinopec Group (Chine)	7 160		Sabic (Arabie Saoudite)	2 804
LyondellBasell (Pays-Bas)	5 312		TotalEnergies (France)	2 750
Petro China Group (Chine)	4 120		Borealis/Borouge (Autriche)	2 624
Braskem Group (Brésil)	4 045		ExxonMobil (États-Unis)	2 800
Reliance Industries (Inde)	2 900		Formosa Plastic (Taipei chinois)	2 339

Sources : Braskem et rapports des sociétés

• LyondellBasell a des unités de production situées en France, à Berre l’Étang (13) avec 250 000 t/an de capacité de production, en Italie, à Brindisi avec 400 000 t/an et Ferrara avec 180 000 t/an, en Allemagne, à Wesseling-Knapsack avec 630 000 t/an, en Espagne, à Tarragone avec 340 000 t/an, en Pologne, à Plock, avec 50 % de Basell Orlen, joint venture avec PKN Orlen et 250 000 t/an, au Royaume-Uni, à Carrington avec 210 000 t/an, aux États-Unis, à Bayport, au Texas, avec 250 000 t/an et Lake Charles, en Louisiane, avec 400 000 t/an, au Mexique, à Altamira dans la joint venture Indelpro, avec Alfa et 290 000 t/an, en Argentine, à Ensenada avec 180 000 t/an, en Corée du Sud, à Yeosu avec 50 % de la joint venture Poly Mirae avec Daelim et 475 000 t/an, en Chine, à Panjin avec 50 % d’une joint venture et 300 000 t/an, en Thaïlande, à Map Ta Phut avec 29 % de HMC et 230 000 t/an, en Australie, à Clyde avec 170 000 t/an et à Geelong avec 130 000 t/an, en Arabie Saoudite, à Jubail avec 25 % de la joint venture SPC avec Tasnee et 190 000 t/an et 25 % de la joint venture Al Waha avec Sipchem, avec 115 000 t/an.
• La production de Sinopec a été, en 2017, de 7,16 millions de t.
• Braskem, produit du polypropylène en Allemagne, à Wesseling avec 260 000 t/an et Schkopau avec 365 000 t/an, aux États-Unis, au Texas, à La Porte avec 804 000 t/an, Freeport avec 336 000 t/an et Seadrift avec 227 000 t/an, en Pennsylvanie, à Marcus Hook avec 414 000 t/an et en Virginie Occidentale, à Neal avec 240 000 t/an, au Brésil, à Paulinia et Mauá dans l’État de Sao Paulo avec 800 000 t/an, à Camaçari dans l’état de Bahia avec 125 000 t/an, à Duque de Caxias dans l’État de Rio de Janeiro avec 310 000 t/an et à Triunfo dans l’État du Rio Grande du Sud avec 740 000 t/an. En 2021, la production a été de 3,811 millions de t dont 1,512 million de t au Brésil, 1,729 million de t aux États-Unis et 570 211 t en Allemagne.
• Borealis/Borouge, détenue à 25 % par Mubadala, société d’investissement d’Abu Dhabi et 75 % par OMV. Borealis a constitué, avec Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC), une joint venture dénommée Borouge. Produit du polypropylène en Autriche, à Schwechat avec 436 000 t/an de capacité de production, en Belgique, à Kallo avec 286 000 t/an et Beringen avec 386 000 t/an, en Allemagne, à Burghausen avec 660 000 t/an, en Finlande, à Porvoo avec 220 000 t/an, aux Émirats Arabes Unis, à Ruwais, avec la joint venture Borouge et 704 000 t/an. En 2021, la production a été de 2,13 millions de t ainsi que 740 000 à travers la joint venture Borouge.
• Sabic détenu à 70 % par Saudi Aramco, produit du polypropylène aux Pays Bas, à Geleen avec 940 000 t/an, en Allemagne, à Gelsenkirchen avec 530 000 t/an, en Arabie Saoudite, à Yanbu avec 50 % de Yanpet, joint venture avec ExxonMobil et 260 000 t/an et 51 % de Yansab et 400 000 t/an et à Jubail, 80 % de Saudi European Petrochemical Company (Ibn Zahr) et 640 000 t/an et 35 % de Saudi Kayan et 350 000 t/an, en Chine, à Tianjin avec une joint venture 50/50 avec Sinopec et 450 000 t/an.
• ExxonMobil, produit du polypropylène en France, à Notre-Dame de Gravenchon (76) avec 300 000 t/an, aux États-Unis, à Baton Rouge, en Louisiane avec 500 000 t/an et à Baytown, au Texas, avec 700 000  t/an, à Singapour, avec 900 000 t/an et en joint venture, avec 50 % de Yanpet avec Sabic, à Yanbu, en Arabie Saoudite avec 200 000 t/an et à 25 %, en Chine, à Fujian avec 200 000 t/an.
• Reliance Industries (Inde), a produit, en 2021-22, 2,9 millions de t de polypropylène, en Inde, à Jamnagar, Hazira, Nagothane et Vadodara, avec une part du marché indien de 45 %.
• TotalEnergies Petrochemicals, produit du polypropylène en France, à Lavéra (13) avec 150 000 t/an et Gonfreville (76) avec 230 000 t/an, en Belgique, à Feluy avec 930 000 t/an, aux États-Unis, à La Porte, au Texas, avec 1,2 million de t/an, en Corée du Sud, à Daesan avec 50 % de la joint venture Hanwha Total Petrochemical et 400 000 t/an.
• Ineos, produit du polypropylène avec des unités de production, en France, à Sarralbe (57) avec 65 000 t/an et à Lavera (13) avec 150 000 t/an, en Belgique, à Lillo (Anvers) avec 90 000 t/an et Geel avec 339 000 t/an, au Royaume Uni, à Grangemouth avec 285 000 t/an, aux États-Unis, au Texas à Alvin avec 440 000 t/an et La Porte avec 140 000 t/an et en Californie, à Carson avec 218 000 t/an. En 2021, la capacité globale de production est de 1,782 million de t/an.

Recyclage

Le polypropylène, composé de molécules de propylène, est très facilement recyclable par rapport à d’autres matières plastiques comme le PVC. Ainsi avec 1 tonne de plastiques recyclés on peut économiser jusqu’à 700 kg de pétrole brut. Par ailleurs, sa combustion ne dégage que de l’eau et du dioxyde de carbone.

Un logo permet de reconnaître les plastiques recyclables, il s’agit du ruban de Möbius en forme de triangle avec un chiffre à l’intérieur indiquant le type du plastique. Pour le polypropylène, PP en abrégé, on trouve ce logo avec le chiffre 5.

Situation française

La production, en 2023, est de 1 089 995 t de polypropylène.

Les unités de production sont exploitées par :

• ExxonMobil, à Notre-Dame de Gravenchon (76) avec 300 000 t/an de capacité de production,
• LyondellBasell, à Berre l’Étang (13) avec 250 000 t/an de capacité de production,
• Ineos, à Sarralbe (57) avec 90 000 t/an de capacités de production et à Lavera (13) avec 150 000 t/an,
• Polychim Industrie, (filiale du groupe belge Beaulieu) à Dunkerque (59) avec 230 000 t/an,
• TotalEnergies, à Gonfreville (76) avec 230 000 t/an et à Lavéra (13) avec 150 000 t/an.

Commerce extérieur : pour le polypropylène sous forme primaire, en 2024.

Les exportations étaient de 509 402 t avec comme principaux marchés à :

• 25 % la Belgique,
• 24 % l’Italie,
• 14 % l’Allemagne,
• 9 % l’Espagne
• 4 % la Pologne.

Les importations s’élevaient à 387 935 t en provenance principalement à :

• 24 % de Belgique,
• 22 % d’Espagne,
• 17 % d’Allemagne,
• 8 % d’Autriche,
• 7 % d’Italie,
• 6 % du Royaume Uni.

Utilisations

Consommation : en 2021, dans le monde, 80 millions de t, répartition, en 2020 :

Chine	41%		Amériques	13 %
Reste de l’Asie	23 %		Moyen Orient	6 %
Europe	13 %

Source : IHS Markit

En 2013, dans le monde, la consommation de polypropylène a représenté 26 % de la consommation totale de matières plastiques, celle-ci s’élevant à 299 millions de t. En Europe (UE à 28 + Norvège et Suisse), la part du polypropylène est, en 2019, de 19,4 %.

En 2018, la consommation des États-Unis est de 8,082 millions de t, celle de l’Europe, de 9,527 millions de t.

Secteurs d’utilisations : ils sont, en 2013, les suivants, en % de la consommation totale.

Emballages	30,5 %		Appareils ménagers	10,2 %
Électricité, électronique	13,6 %		Automobile	9,4 %
Équipements	12,8 %		Construction	5,1 %

Source : Global Data

Formes d’utilisation : répartition, en 2017.

Injection, moulage	32,6 %		Fibres	13,0 %
Films, feuilles	24,3 %		Tuyaux	2,9 %
Raphia	20,1 %		Autres extrusions, revêtements	0,1 %

Source : HMC Polymers

Le polypropylène se retrouve dans de nombreux produits. Il est présent dans les tapis et les fibres textiles, sous forme de films dans les emballages, et surtout sous forme moulée, dans l’électroménager et les ustensiles ménagers par exemple la vaisselle pour four à micro-ondes, dans les jouets, les bagages, le mobilier de jardin…

Il est également utilisé pour la fabrication de tissus d’ameublement, de vêtements professionnels jetables (combinaisons de peinture, charlottes, masques chirurgicaux, etc.), de sacs tissés à haute résistance, de géotextiles et de géomembranes ; on le trouve aussi sous forme de fibres dans les cordages, les moquettes, le gazon artificiel. Des pailles à boire sont également fabriquées en polypropylène.

En longueur nominale de 6 à 18 mm, la fibre de polypropylène est un adjuvant dans les bétons pour diminuer le retrait plastique, les fissurations et les lézardes. Les fibres ne remplacent pas le renforcement structurel traditionnel en acier ou les procédés habituels de bonne prise du ciment, mais il est très souvent possible de remplacer les treillis par ces fibres.

Plusieurs pays ont émis des billets en polypropylène, dont l’Australie, le Mexique et Israël.

Pour gagner du poids tout en renforçant la rigidité, il peut être moulé comme du carton ondulé ; on parle alors de polypropylène alvéolaire (PPA). Il peut aussi avoir une structure en nid d’abeille.

Emballages

Il est notamment très fortement utilisé dans le domaine de l’emballage pharmaceutique (car il ne favorise pas la croissance des bactéries à sa surface). Les films, généralement biorientés, sont utilisés dans l’emballage de produits alimentaires divers (pâtes, biscuits,…). Le polypropylène est aussi beaucoup utilisé dans les emballages alimentaires pour sa résistance à la graisse (exemple : emballages de beurre) et son aspect brillant. Les films de polypropylène présentent par ailleurs l’avantage d’être rétractables à chaud.

Automobile

C’est le premier des plastiques utilisés dans ce secteur devant le polyuréthane, le PVC et le polyéthylène. En 2016, dans l’Union européenne plus la Norvège et la Suisse, sa part dans les automobiles est de 26 % des matières plastiques employées. De 15 à 20 % plus léger que les autres plastiques, le polypropylène apporte un gain de poids à la fabrication d’automobiles. On retrouve par exemple l’utilisation de ce matériau au niveau du hayon de la classe A de Mercedes, première utilisation sur un véhicule de grande série, permettant ainsi de gagner plusieurs kilogrammes sur l’ensemble de cette fonction intégrant les feux arrières, le moteur d’essuie-glace et le système de verrouillage du coffre. Sont concernés également de façon courante les planches de bord, vides-poche, portes-carte, enveloppes de batteries et surtout pare-chocs. Dans ce secteur, est utilisé le polypropylène à blocs (ICP : « Impact copolymer »).
Pour pouvoir être efficaces et pouvoir redistribuer les déchets retraités, les filières de recyclage ne peuvent fonctionner qu’avec un nombre limité de types de plastique. On peut ainsi saluer l’effort des principaux constructeurs automobiles qui ont effectué un grand pas dans ce sens et notamment l’initiative de Renault qui a réalisé avec sa Mégane 2 une voiture 100 % polypropylène au niveau des plastiques utilisés.

Bibliographie

Archives

Polypropylène 2023

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