Polypropylène : les avancées technologiques qui stimulent l'expansion du marché des résines

Avec des taux de croissance annuels d'environ 7 % dans le monde et situés entre 8 % et 10 % sur le marché brésilien, le polypropylène se distingue comme l'une des résines les plus performantes de l'industrie plastique. L'enquête réalisée par la Commission sectorielle des résines thermoplastiques de l'Association de l'industrie chimique brésilienne (Coplast / Abiquim), portant sur la consommation apparente brésilienne au premier trimestre de l'année, a mesuré un volume de 314 000 tonnes de résine, en hausse de 8 % par rapport à la même période en 2007. Dans l'évolution de janvier à avril, les données préliminaires enregistrent une consommation totale de 404 000 tonnes.

Ce n'est pas un hasard si les deux fabricants locaux affichent fièrement leurs investissements en expansion. En tête, Braskem a inauguré en avril une unité de 350 000 tonnes/an à Paulínia-SP. Le projet a absorbé des ressources de l'ordre de 700 millions de R$ et a porté la capacité de production de l'entreprise, pour le PP seul, à 1,2 million de tonnes/an.

Son concurrent, Nova Petroquímica (nom provisoire de Suzano après son intégration à Petrobras) a déboursé 80 millions de US$ dans un programme d'expansion qui comprenait une augmentation récente de 100 000 tonnes par an dans son unité de Duque de Caxias-RJ et se traduira, encore cette année, par l'expansion de l'usine de Mauá-SP, de 360 000 à 450 000 tonnes/an. D'ici là, les trois installations de l'entreprise (dont une autre de 125 000 t/an à Camaçari-BA) pourront traiter un total de 875 000 t/an de PP.

Au-delà de l'élargissement de l'offre de produits, les investissements se sont traduits par des changements dans le processus de polymérisation avec l'utilisation de catalyseurs de dernière génération dans l'unité de Duque de Caxias. Grâce à cette modernisation, Nova Petroquímica gagne une plus grande flexibilité dans le développement de grades, jusqu'alors limitée à l'usine de Mauá, et enrichit son portefeuille de produits.

Les raisons ne manquent pas pour justifier autant d'investissements dans cette résine, qui présente l'un des rapports coût/bénéfice les plus avantageux. Sa principale caractéristique intrinsèque, sa faible densité, se traduit par un rendement plus élevé par volume acheté, synonyme de productivité pour le transformateur. Elle offre également l'un des meilleurs équilibres entre rigidité et résistance aux chocs. Formulé en compounds, le polypropylène permet l'incorporation de plusieurs types de charges et d'additifs et présente des particularités capables de déplacer les plastiques techniques dans des applications à haute exigence technique, comme celles requises par l'industrie automobile, l'un des principaux consommateurs de ces formulations. Il se prête en outre à tous les procédés de transformation par moulage.

Derrière une telle polyvalence, l'industrie s'active frénétiquement sur deux fronts. Du côté des résines, la course vise à améliorer encore l'équilibre entre rigidité et résistance aux chocs, à augmenter la fluidité (synonyme de cycles plus rapides) et à atteindre une transparence, une brillance et une barrière élevées, des exigences de plus en plus demandées, notamment par les industries de l'emballage rigide et flexible.

Dans le cas des compounds, dont la production alimente presque entièrement le secteur automobile, l'objectif est d'atteindre une plus grande capacité d'absorption des chocs, de permettre aux designers d'élaborer des designs plus complexes, tout en conférant aux pièces moulées une meilleure stabilité dimensionnelle, une meilleure qualité de surface et en facilitant la peinture. Encore embryonnaire dans le pays, la nanotechnologie laisse entrevoir le potentiel de soutenir une grande partie de cette évolution, tant pour les résines que pour les compounds.

À un rythme lent

Le transformateur brésilien dispose de nanocomposites PP depuis fin 2006, lorsque Braskem et l'alors Suzano Petroquímica ont annoncé leurs lancements, presque simultanément, en grande pompe.

Le nanocomposite PP de Braskem (additif avec des nanoparticules d'argile) surpasse la résine conventionnelle en termes de résistance chimique, thermique et mécanique, ainsi qu'en capacité de barrière aux gaz, en plus d'offrir d'autres avantages. Pour le transformateur, cette avancée signifie la possibilité de produire des emballages « intelligents », des produits plus légers, des designs plus audacieux et des pièces aux propriétés améliorées.

Fittipaldi : la croissance du PP dans l'automobile est significative

Tout en commercialisant des produits formulés avec des nanoparticules d'argent, aux actions bactéricides et fongicides, Nova Petroquímica prépare le lancement de deux nouvelles lignes nanostructurées. À un stade avancé de développement, elles devraient atteindre le marché dans les six prochains mois. L'une d'elles promet une haute résistance mécanique et aux rayures, des exigences fortement demandées par l'industrie automobile ; l'autre, des propriétés ignifuges. Celle destinée à l'automobile devrait permettre de mouler des pièces structurelles et semi-structurelles, telles que les tableaux de bord, les consoles, les panneaux de portes intérieures, le capot moteur, les conduits d'admission, entre autres, informe le directeur marketing, Sinclair Fittipaldi.

Le marché automobile est l'un des principaux clients de l'entreprise. Le directeur estime fournir environ 55 000 tonnes par an à cette seule industrie, un volume équivalent à 8 % à 10 % des ventes sur le marché intérieur. « La croissance du secteur est significative. Le plastique représente environ 25 % de la voiture et, dans cette composition, le PP représente 58 % », calcule Fittipaldi. Le polypropylène fait de grandes avancées, en concurrence très serrée avec les plastiques techniques.

Les demandes du marché convergent sur quatre points, selon l'évaluation du directeur de Nova Petroquímica : prix compétitif et performance, ces deux variables alignées ; gain de compétitivité ; et logistique, qui, de l'avis du directeur, peut constituer un avantage concurrentiel différenciateur.

Insérés dans le contexte des recherches éternelles autour du polypropylène, les développements de Nova Petroquímica incluent des copolymères aléatoires additionnés d'agents clarifiants de dernière génération de la série Milliken NX 8000, qui donnent des produits d'une transparence maximale (famille Luzz) ; et des polypropylènes à résistance barrière accrue. L'hyper-clarifiant assure une transparence 50 % supérieure par rapport au PP avec agent conventionnel, entre autres avantages (voir PM 401, mars 2008, p. 13). L'amélioration de la barrière est une réalisation à atteindre par la nanotechnologie et reste en phase de développement, avec la promesse d'atteindre le marché dans les dix mois, sous la marque Diya.

La recherche en laboratoire implique également un projet plus large, porté par la vague « verte » qui se répand dans le pays. Nova Petroquímica envisage de produire du propylène dérivé de la glycérine résiduelle du biodiesel. Le procédé, développé en partenariat avec l'Université fédérale de Rio de Janeiro, a été breveté en copropriété.

Le calendrier prévoit l'achèvement d'une unité pilote d'ici le second semestre 2009 et l'entrée en phase commerciale d'ici 2014. L'unité à l'échelle du laboratoire devrait absorber des ressources estimées à 25 millions de US$. Les proportions commerciales devraient recevoir le double d'investissements. « L'idée est de produire 100 000 tonnes/an de polypropylène avec du propylène obtenu à partir d'une source renouvelable », informe le directeur technologique, Pedro Boscolo. Initialement, la nouveauté devrait couvrir 10 % de l'activité.

Comme le polyéthylène fabriqué avec de l'éthylène dérivé de la voie alcoolchimique, le polypropylène polymérisé avec du propène issu de la glycérine résiduelle du biodiesel possède la même structure moléculaire que le PP produit par voie pétrochimique. L'avantage réside dans l'utilisation d'une matière première issue d'une source renouvelable.

Adresse unique

Les deux plus grands fabricants de compounds de polypropylène installés dans le pays, Basell et Borealis, tous deux des groupes transnationaux, concentrent leurs activités sur le même segment de marché : l'automobile. Pour le premier, il représente 90 % des activités et pour le second, 80 %. La différence, dans le cas de Borealis, est destinée à l'électroménager et, dans le cas de Basell, à l'électronique et à d'autres applications spéciales.

Liane : remplacer les matériaux est le plus grand défi

La somme de la capacité installée des deux entreprises, de 109 000 tonnes par an, répond aujourd'hui aux besoins de leur principal marché, qui consomme environ 100 000 tonnes/an, selon les estimations d'un de leurs fournisseurs. Toutes deux, cependant, travaillent sur des projets d'expansion qui donneront un nouveau souffle à l'offre et à la croissance attendue de la production automobile.

Partenaire de Nova Petroquímica, Basell lance en septembre une nouvelle ligne qui portera la capacité actuelle de 60 000 t/an à 80 000 t/an, le tout concentré à Pindamonhangaba-SP, où fonctionnent également le centre de développement et les laboratoires. L'investissement atteint 8 millions de US$. « La production brésilienne de compounds de polypropylène répond à la demande actuelle et même aux projections de croissance pour 2012, avec une prévision de 5 millions de voitures », estime le directeur commercial et développement de Basell, Ricardo Souza.

Borealis achète la résine auprès de Braskem, qui détient 20 % de la première activité au Brésil, et exploite deux lignes qui, ensemble, atteignent la limite de transformation de 49 000 tonnes par an. L'installation d'une troisième ligne, de 18 millions de R$, dont le démarrage est prévu en octobre, portera le volume à 60 000 tonnes/an. L'entreprise dispose déjà d'un autre projet d'expansion de 10 000 t/an. La capacité actuelle est répartie entre Triunfo-RS (25 000 t) et Itatiba-SP (24 000 t).

La troisième ligne sera ajoutée à cette dernière unité. Il s'agit d'une extension de l'usine existante, agrandie avec une nouvelle ligne d'extrusion acquise auprès de l'allemand Werner & Pfleiderer. « C'est un investissement à long terme et il doit être de la plus haute technologie pour répondre aux exigences du marché », informe Liane Lanzoni, directrice du marketing, des ventes et du développement chez Borealis.

Bahls : le compound est développé sur mesure

Et en parlant d'exigences, si l'industrie de l'emballage persiste en raison de sa haute transparence et, en arrière-plan, de sa barrière, celle de l'automobile est entrée dans une course effrénée pour réduire le poids des véhicules, ce qui implique des pièces automobiles plus légères. Dans les voitures, cela se traduit par une plus grande efficacité et une moindre consommation de carburant.

Au-delà de l'allègement du poids, les fabricants de compounds se sont déployés dans le développement de formulations pour répondre à d'autres exigences encore de leur grand client : une plus grande résistance aux rayures et aux rayons ultraviolets, une faible brillance, une moindre émission de composés volatils, voire moins d'odeur et d'effet de buée. « Il existe plusieurs produits pour répondre à ces propriétés, presque 100 % fabriqués sur mesure. Le constructeur automobile envoie les spécifications et nous développons le compound selon ces exigences. Vous ne pouvez pas utiliser le développement d'un constructeur pour un autre, car chacun a son propre concept, même pour le même groupe de propriétés », déclare le directeur marketing de Borealis, Daniel Bahls.

Au centre de développement de Basell, les formulations visent une combinaison équilibrée de rigidité et de résistance aux chocs avec un indice de fluidité plus élevé, ce qui permet la production de pièces aux designs plus complexes et avec des cycles d'injection plus courts, synonyme d'une plus grande productivité. Les pièces deviennent plus légères et le designer gagne une plus grande flexibilité dans la conception. « Le rapport rigidité/impact recherche des pièces aux épaisseurs de plus en plus fines, et cela est directement associé à une plus grande fluidité, car sans fluidité, vous ne pouvez pas remplir le moule », explique Souza.