Plastiques et polymères | Terminale Bac Pro Groupement 5 | Physique-Chimie
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Capacités et connaissances du programme :
C1 – Distinguer monomère et polymère et reconnaître le motif de répétition
C2 – Associer un plastique à son code de recyclage et à son usage
C3 – Interpréter un test d'identification d'un plastique (densité, flamme, fil de cuivre)
C4 – Analyser les enjeux du recyclage et des plastiques biodégradables
C1 — Distinguer monomère et polymère et reconnaître le motif de répétition
Un monomère est la petite molécule de départ. Un polymère est la macromolécule formée par répétition d'un motif : \(n \times \text{monomère} \longrightarrow \text{polymère}\).
Le nombre \(n\) est le degré de polymérisation. Une matière plastique = polymère(s) + additifs.
Exercice 1
Recopier et compléter : « Une petite molécule qui se répète est un ................. ; la macromolécule obtenue est un ................. . »
Une petite molécule qui se répète est un monomère ; la macromolécule obtenue est un polymère.
Exercice 2
Le monomère de l'éthylène s'écrit CH2=CH2. Donner le nom du polymère correspondant, son sigle, ainsi que son motif de répétition.
Le polymère est le polyéthylène, sigle PE.
Motif de répétition : –(CH2–CH2)n– : le motif –CH2–CH2– se répète \(n\) fois.
Exercice 3
Un technicien plasturgiste affirme : « Le polymère et la matière plastique, c'est pareil. » A-t-il raison ? Justifier en donnant un exemple d'additif.
Non. Un polymère est la macromolécule pure ; une matière plastique est un matériau = polymère(s) + additifs.
Exemple d'additif : un colorant (ou plastifiant, stabilisant, charge).
Exercice 4
Le monomère du chlorure de vinyle s'écrit CH2=CHCl. En observant qu'un motif se répète \(n\) fois, écrire le motif de répétition du polymère obtenu (le PVC).
Le polymère est le polychlorure de vinyle (PVC).
Motif de répétition : –(CH2–CHCl)n– : le motif –CH2–CHCl– se répète \(n\) fois.
Exercice 5
On lit que le degré de polymérisation d'un polyéthylène vaut \(n = 5\,000\). Expliquer ce que signifie cette valeur, puis dire si la molécule obtenue est petite ou géante.
\(n = 5\,000\) signifie que le motif –CH2–CH2– est répété 5 000 fois dans la chaîne.
La molécule obtenue est donc une molécule géante (macromolécule).
C2 — Associer un plastique à son code de recyclage et à son usage
Codes courants : 1 PET (bouteilles), 2 PEHD (bidons, lait), 3 PVC (fenêtres, tuyaux), 5 PP (pots de yaourt, bouchons), 6 PS (gobelets, isolant).
Le code (1 à 7) est inscrit dans le triangle de flèches et sert au tri.
Cinq codes de recyclage à identifier (1, 2, 3, 5 et 6).
Exercice 1
Une bouteille d'eau porte le code 1. Donner le nom du plastique correspondant.
Code 1 = PET (polyéthylène téréphtalate), utilisé pour les bouteilles d'eau et de soda.
Un agent de tri doit ranger : un pot de yaourt, une fenêtre en plastique et un bidon de lessive. Indiquer pour chacun le plastique et son code de recyclage.
Pot de yaourt → PP, code 5.
Fenêtre en plastique → PVC, code 3.
Bidon de lessive → PEHD, code 2.
Exercice 4
Le PET (code 1) et le PEHD (code 2) sont dits « facilement recyclables ». Donner, pour chacun, un exemple d'objet obtenu après recyclage.
PET (1) → fibres textiles (polaire) ou nouvelles bouteilles.
PEHD (2) → tuyaux, bacs, mobilier urbain.
Exercice 5
Un agent de recyclage explique que le PS (code 6) est « peu recyclé en pratique » alors que le PET (code 1) l'est facilement. Citer une raison possible pour le PS.
Le PS est très léger (faible densité), ce qui rend sa collecte et son tri peu rentables ; il est donc peu recyclé en pratique, contrairement au PET dont la filière est bien organisée.
C3 — Interpréter un test d'identification d'un plastique
Densité : flotte → PE ou PP (d < 1) ; coule → PET, PVC ou PS (d > 1). Flamme : PVC → flamme verte, s'éteint seul ; PE/PP → flamme bleue, odeur de bougie ; PS → flamme jaune fuligineuse. Fil de cuivre (test de Beilstein) : flamme verte → présence de chlore (PVC).
Test de densité : on plonge un échantillon de plastique dans l'eau (le résultat flotte / coule est à déterminer).
Exercice 1
On plonge un échantillon de plastique dans l'eau : il flotte. Quels plastiques sont possibles ?
Il flotte, donc sa densité est inférieure à 1 : il s'agit du PE ou du PP.
Exercice 2
Un agent de tri teste un plastique inconnu : il coule dans l'eau et donne une flamme verte au test au fil de cuivre. Identifier ce plastique et justifier.
C'est du PVC. Il coule (d > 1) et la flamme verte au test au fil de cuivre révèle la présence de chlore, caractéristique du PVC.
Exercice 3
Un échantillon flotte et brûle avec une flamme bleue en dégageant une odeur de bougie. Que peut-on conclure ?
Il flotte (d < 1) et la flamme bleue avec odeur de bougie est caractéristique du PE ou du PP. C'est donc l'un de ces deux plastiques.
Exercice 4
Un agent de tri dispose d'un lot contenant du PE, du PVC et du PS. Proposer une démarche en deux tests (densité puis fil de cuivre) permettant de séparer les trois plastiques.
Test 1 — densité : le PE flotte (d < 1) → il est isolé ; le PVC et le PS coulent (d > 1). Test 2 — fil de cuivre sur les deux restants : la flamme verte indique le PVC (chlore) ; l'autre est le PS.
Exercice 5
Pourquoi le test de flamme et le test au fil de cuivre doivent-ils être réalisés sous la hotte ? Répondre en une ou deux phrases.
La combustion des plastiques dégage des fumées et gaz irritants ou toxiques (par exemple des composés chlorés pour le PVC). La hotte aspire ces vapeurs et protège les voies respiratoires.
C4 — Analyser les enjeux du recyclage et des plastiques biodégradables
Les plastiques classiques (PE, PVC, PS...) mettent plusieurs centaines d'années à se dégrader.
Un plastique biodégradable (PLA, PHA, amidon...) est décomposé par des micro-organismes. Attention : biodégradable ≠ compostable à la maison.
Exercice 1
Définir, en une phrase, ce qu'est un plastique biodégradable.
Un plastique biodégradable est un plastique qui peut être décomposé par des micro-organismes (bactéries, champignons) en un temps raisonnable, dans des conditions naturelles.
Exercice 2
Le PLA est fabriqué à partir d'amidon de maïs. Citer un avantage de cette origine par rapport à un plastique issu du pétrole.
L'amidon de maïs est une ressource végétale renouvelable, contrairement au pétrole qui est une ressource fossile épuisable. Le PLA réduit donc la dépendance aux ressources fossiles.
Exercice 3
Une publicité affirme : « Ce gobelet biodégradable disparaîtra tout seul si vous le jetez dans la nature. » Discuter cette affirmation.
L'affirmation est trompeuse. Beaucoup de plastiques biodégradables ne se dégradent que dans des conditions industrielles (température élevée, humidité contrôlée). Jeté dans la nature, le gobelet ne disparaît pas rapidement : il faut le diriger vers la bonne filière de traitement.
Exercice 4
Un centre de recyclage constate qu'un mélange PET + PLA perturbe la chaîne de tri. Expliquer pourquoi il est important de bien séparer plastiques recyclables et plastiques biodégradables.
Le recyclage du PET exige une matière homogène et pure. Le PLA, mélangé au PET, contamine le lot et dégrade la qualité du plastique recyclé (le PLA ne se recycle pas de la même façon). Un bon tri permet donc de conserver une filière de recyclage efficace pour chaque plastique.
Exercice 5
Une entreprise doit choisir entre des barquettes en PS et des barquettes en PLA. Donner un argument en faveur de chaque solution, du point de vue environnemental.
En faveur du PLA : matière issue de ressources renouvelables et biodégradable, ce qui limite la pollution durable.
En faveur du PS : plastique bien connu et léger ; mais il est peu recyclé et non biodégradable. Le choix dépend surtout de la filière de traitement réellement disponible (compostage industriel pour le PLA).