Manuel de Reconstruction

Fabriquer du caoutchouc naturel

11 min de lecture

Fabriquer du caoutchouc naturel

Abstract

Le caoutchouc naturel est un matériau élastique, imperméable et résistant extrait de la sève de certaines plantes. Chauffé avec du soufre (vulcanisation), il devient durable et ne ramollit plus à la chaleur ni ne casse au froid. Le caoutchouc est indispensable pour les joints, les étanchéités, les semelles, les tuyaux et l’isolation électrique.

Qu’est-ce que c’est

Le caoutchouc est une substance élastique produite par certaines plantes sous forme de latex, un liquide blanc et laiteux qui s’écoule quand on incise l’écorce. Le latex est une émulsion de particules de caoutchouc en suspension dans l’eau. Quand on sépare l’eau du caoutchouc (par coagulation ou par évaporation), on obtient une masse souple, élastique, imperméable à l’eau et à l’air.

Le caoutchouc cru (non vulcanisé) est utile mais décevant : il ramollit à la chaleur, durcit au froid, se déforme sous la pression permanente, et pourrit avec le temps. La vulcanisation — découverte en 1839 par Charles Goodyear — transforme le caoutchouc en le chauffant avec du soufre. Les atomes de soufre créent des ponts entre les chaînes de caoutchouc, formant un réseau tridimensionnel qui donne au matériau son élasticité permanente, sa résistance à la chaleur et sa durabilité.

Où trouver le latex

Les plantes tropicales (source principale)

  1. L’hévéa : l’arbre à caoutchouc par excellence. Originaire d’Amazonie, maintenant cultivé dans toute la zone tropicale. Un hévéa adulte produit 2 à 5 kg de caoutchouc sec par an. L’hévéa fournit le meilleur latex en quantité.
  2. Le castilloa : arbre d’Amérique centrale, produit un latex abondant mais moins régulier.
  3. Le ficus elastica : arbre ornemental à feuilles épaisses, originaire d’Asie, produit du latex en moindre quantité.
  4. Le guayule : arbuste du désert mexicain, produit du caoutchouc dans ses tiges et ses feuilles (pas de saignée, il faut broyer la plante entière).

Les plantes tempérées (source de substitution)

  1. Le pissenlit (plante commune) : la tige cassée laisse couler un latex blanc. La quantité est minuscule (il faut des milliers de plantes pour quelques grammes). Utile uniquement pour les tout petits joints.
  2. L’euphorbe : les euphorbes produisent un latex blanc et âcre. Attention, le latex d’euphorbe est irritant pour la peau et les yeux. Utiliser avec précaution.
  3. La scabieuse :某些 espèces produisent un latex utilisable.
  4. L’asclépiade : plante à fleurs appelée aussi herbe à cotonnier. Les tiges et les graines contiennent un latex utilisable. C’est la meilleure source tempérée de caoutchouc.

Récolter le latex de l’hévéa (saignée)

  1. Choisir l’arbre : un hévéa est exploitable à partir de 5-7 ans. Le tronc doit faire au moins 40 cm de circonférence à 1 m du sol.
  2. La saignée : avec un couteau à saigner (lame biseautée), inciser l’écorce en ligne oblique descendante, de gauche à droite, à 30-45 degrés par rapport à l’horizontale. L’incision ne doit pas entamer le bois (cambium) sous l’écorce. Profondeur : environ 1,5 mm, juste assez pour couper les canaux à latex.
  3. La coupe : la longueur de coupe est d’environ 30 à 50 cm sur la moitié de la circonférence du tronc.
  4. La collecte : le latex coule lentement de la coupe pendant 2 à 4 heures. Placer une tasse en terre ou en feuille sous la coupe pour recueillir le liquide. Un arbre produit 30 à 100 ml de latex par saignée.
  5. La fréquence : on peut saigner un arbre un jour sur deux ou un jour sur trois. Ne jamais saigner tous les jours : l’arbre s’épuise.
  6. Conservation : le latex se conserve quelques heures avant de coaguler naturellement. Ajouter de l’ammoniaque (urine vieillie) pour empêcher la coagulation pendant le transport.

Étapes détaillées

Étape 1 — Coaguler le latex

Il faut transformer le latex liquide en caoutchouc solide.

Méthode par coagulation acide (la plus courante) :

  1. Verser le latex frais dans un récipient large.
  2. Ajouter du vinaigre (voir Créer de l’acide acétique (vinaigre)) ou de l’acide citrique (jus de citron) en remuant doucement. Proportion : environ 1 cuillère de vinaigre pour 10 cuillères de latex.
  3. Le latex coagule en quelques minutes : il forme des grumeaux blancs dans un liquide translucide (le sérum).
  4. Laisser reposer 30 minutes pour que la coagulation soit complète.
  5. Égoutter : verser le contenu dans un linge et presser pour enlever le sérum.
  6. La masse obtenue est du caoutchouc cru, souple et collant.

Méthode par évaporation (pour les petites quantités) :

  1. Étaler le latex en couche fine sur une planche propre ou une feuille de métal.
  2. Laisser sécher au soleil ou près d’un feu doux pendant plusieurs heures.
  3. Quand l’eau s’est évaporée, une feuille de caoutchouc sec reste sur la surface.
  4. Décoller la feuille et la rouler.

Étape 2 — Laver et sécher le caoutchouc cru

  1. Laver : tremper la masse de caoutchouc dans l’eau claire et la pétrir comme une pâte pour enlever les impuretés et le sérum résiduel. Répéter 3 à 4 fois jusqu’à ce que l’eau de lavage soit claire.
  2. Sécher : étaler le caoutchouc lavé en feuilles de 3-5 mm d’épaisseur sur des claies en bambou ou en bois. Laisser sécher à l’ombre pendant 2 à 4 jours (le séchage au soleil direct craque le caoutchouc). Le caoutchouc sec est opaque, légèrement jaune, et élastique.

Étape 3 — Former les objets en caoutchouc cru

Le caoutchouc cru peut être moulé avant séchage ou vulcanisation.

  1. Moulage par trempage : tremper un moule (en bois, en terre cuite ou en métal) dans le latex frais. Retirer le moule lentement. Laisser sécher. Tremper à nouveau pour épaissir la couche. Répéter jusqu’à l’épaisseur voulue (1 à 5 mm). Démouler quand le caoutchouc est sec. C’est la méthode pour fabriquer des ballons, des gants et des préservatifs.
  2. Moulage par coulée : verser le latex dans un moule fermé (en terre cuite ou en plâtre). Laisser coaguler et sécher. Démouler. C’est la méthode pour les semelles, les joints et les blocs.
  3. Feuilles laminées : étaler le caoutchouc lavé sur une surface plane et le lisser avec un rouleau en bois. Couper les feuilles à la forme voulue avec un couteau.

Étape 4 — Vulcaniser le caoutchouc

La vulcanisation transforme le caoutchouc cru en matériau durable. Sans vulcanisation, le caoutchouc se dégrade en quelques mois.

Ingrédients :

  • Caoutchouc sec : 100 parties
  • Soufre : 2 à 8 parties (selon la dureté voulue)
  • Charbon de bois moulu (charge) : 20 à 50 parties (optionnel, pour rigidifier)

Procédé :

  1. Malaxer : travailler le caoutchouc cru à la main ou au maillet sur une planche pour l’assouplir et le rendre homogène. Le malaxage peut durer 30 minutes à 1 heure.
  2. Incorporer le soufre : saupoudrer le soufre en poudre sur le caoutchouc malaxé. Plier le caoutchouc sur lui-même et remalaxer. Répéter jusqu’à ce que le soufre soit uniformément réparti. C’est l’étape la plus difficile : le soufre ne se mélange pas facilement au caoutchouc. Patience et force.
  3. Incorporer la charge (optionnel) : si on veut un caoutchouc plus rigide et moins cher, ajouter de la poudre de charbon de bois et malaxer.
  4. Former : mettre le mélange dans le moule ou lui donner la forme voulue.
  5. Chauffer (cuisson) : placer le moule ou la pièce dans un four ou un bain de sable chaud à 140-160 degrés pendant 1 à 4 heures. La température et la durée dépendent de l’épaisseur. Ne pas dépasser 180 degrés (le caoutchouc brûle).
    • Méthode du four : chauffer un four en maçonnerie à 150 degrés (température du pain). Y placer les pièces sur une plaque.
    • Méthode du bain de sable : enterrer les pièces dans du sable fin dans un récipient en fonte. Chauffer le récipient sur un feu. Le sable distribue la chaleur uniformément.
    • Méthode de l’eau bouillante : pour les pièces fines (joints, gaines), les plonger dans l’eau bouillante pendant 2 à 6 heures. L’eau bouillante est à 100 degrés, ce qui est juste assez pour une vulcanisation lente.
  6. Refroidir : sortir les pièces du four et les laisser refroidir lentement. Ne pas tremper dans l’eau froide (choc thermique).
  7. Vérifier : le caoutchouc vulcanisé est plus dur, plus résistant et moins collant que le caoutchouc cru. Il reprend sa forme après déformation. Il ne ramollit pas à 60 degrés et ne durcit pas au gel.

Étape 5 — Fabriquer les objets usuels en caoutchouc

  1. Semelles de chaussures : couler du caoutchouc vulcanisé (avec 30 pour cent de charge de charbon) dans un moule en forme de semelle. Épaisseur : 8 à 15 mm. Les semelles en caoutchouc sont imperméables, souples et durables. Voir Fabriquer des chaussures primitives.
  2. Joints de tuyauterie : découper des anneaux en feuille de caoutchouc vulcanisé de 2 à 5 mm d’épaisseur. Les joints assurent l’étanchéité des raccords de tuyaux.
  3. Tuyaux flexibles : enrouler des bandes de caoutchouc autour d’un mandrin cylindrique et vulcaniser. Le tuyau obtenu est souple et étanche. Utile pour les installations électriques (isolation) et les canalisations.
  4. Gainage de fils électriques : tremper un fil de cuivre dans le latex, laisser sécher, tremper à nouveau jusqu’à 1-2 mm d’épaisseur, puis vulcaniser. Le caoutchouc vulcanisé est un excellent isolant électrique. Voir Fabriquer des fils et cables.
  5. Bande élastique : découper des bandes de 5 à 20 mm de large dans du caoutchouc vulcanisé fin. Les bandes sont élastiques et remplacent les ressorts.
  6. Bouchons et bouchons de bouteille : mouler des cylindres de caoutchouc vulcanisé. Ils sont étanches et réutilisables.

Variations par climat

Climat tropical

L’hévéa pousse naturellement. Le latex est abondant. La vulcanisation est facile car la chaleur ambiante maintient le caoutchouc souple. C’est le climat idéal pour la production de caoutchouc.

Climat tempéré

Les sources de latex sont rares (euphorbes, asclépiades). La production locale est très limitée. Le caoutchouc est un matériau précieux qu’il faut économiser. Les plantes à latex tempérées produisent au maximum quelques dizaines de grammes par saison.

Climat aride

Le guayule (arbuste du désert mexicain) est la meilleure source de caoutchouc en zone aride. Il faut broyer les tiges et les feuilles de l’arbuste pour extraire le caoutchouc. Le rendement est faible (10 pour cent du poids sec).

Climat froid

Aucune plante à latex ne pousse en climat froid. Le caoutchouc doit être importé ou trouvé parmi les débris de civilisation (pneus de voiture, joints, tuyaux). Le caoutchouc récupéré peut être re-fondu (chauffer à 150-180 degrés dans un moule) et re-vulcanisé.

Pièges et erreurs courantes

  • Caoutchouc qui ne coagule pas : le latex est trop dilué ou l’acide est insuffisant. Concentrer le latex (évaporer partiellement) ou ajouter plus de vinaigre.
  • Caoutchouc qui pourrit : le caoutchouc cru se dégrade en quelques mois. La vulcanisation est indispensable pour la durabilité. Ne pas stocker le caoutchouc cru plus de quelques semaines.
  • Vulcanisation ratée : pas assez de soufre (le caoutchouc reste mou et collant), trop de soufre (le caoutchouc est dur et cassant, appelé ébonite), température trop basse (la vulcanisation ne se fait pas), température trop haute (le caoutchouc brûle et sent le brûlé).
  • Caoutchouc qui se déchire : le caoutchouc est trop fin ou mal vulcanisé. Augmenter l’épaisseur ou la durée de cuisson.
  • Mauvaise ré partition du soufre : le soufre mal mélangé crée des zones dures et des zones molles. Malaxer longuement et patiemment.
  • Saignée trop profonde : si on entame le bois de l’hévéa, l’arbre se blesse gravement et peut mourir. La coupe ne doit concerner que l’écorce.
  • Latex irritant : le latex de certaines euphorbes est caustique. Porter des protections pour les mains et les yeux.

Une fois que vous savez faire ça, vous pouvez débloquer

Notes

  • Le mot « caoutchouc » vient du mot tupi « cau-uchu » qui signifie « arbre qui pleure ».
  • Le caoutchouc naturel représente encore aujourd’hui environ 40 pour cent de la production mondiale de caoutchouc. Le reste est synthétique (dérivé du pétrole).
  • La vulcanisation a été découverte par accident en 1839 quand Charles Goodyear a laissé tomber un mélange de caoutchouc et de soufre sur un poêle chaud.
  • L’hévéa a été rapporté du Brésil vers l’Asie du Sud-Est en 1876. Aujourd’hui, 90 pour cent du caoutchouc naturel vient d’Asie.
  • Le caoutchouc vulcanisé se recycle : chauffer des morceaux de caoutchouc vulcanisé à 180-200 degrés dans un moule permet de les reformer. Le résultat est moins élastique que le neuf mais fonctionnel.

Ressources externes

Vue Graphique

Liens retour