Le silicone : origine, transformation, utilisation

Qu’est-ce que le silicone ?

Les silicones, ou polysiloxanes, sont des polymères synthétiques dérivés du silicium, composés d’atomes d’oxygène et de groupements organiques (SiO). Ils sont tous issus du même composé chimique nommé silice ou dioxyde de silicium (SiO₂). Ils peuvent se présenter sous diverses formes, comme des huiles, gels, résines ou gommes par exemple.

• Le silicone est un polymère: une substance composée d’un grand nombre de molécules de faible masse (monomères) qui se lient entre elles pour créer des molécules de masse élevée (macromolécules). Les polymères les plus connus sont le caoutchouc, la cellulose, le polycarbonate, le polyéthylène, le polystyrène et le polyuréthane. On distingue les polymères naturels (ex : cellulose, agar-agar, caoutchouc naturel) des polymères synthétiques (ex : polystyrène, Téflon^®, Nylon, etc.).

• Le silicone peut prendre la forme d’un élastomère ; une substance macromoléculaire qui possède des propriétés élastiques obtenues après réticulation. Là encore, on retrouve des élastomères naturels et synthétiques.

À noter que dans le domaine de la chimie, silicone est un nom féminin tandis qu’il s’emploie généralement au masculin dans le langage courant.

Silice, silicium : définition, provenance

• Le silicium est un élément chimique désigné par le symbole Si dans la classification périodique de Mendeleïev. Il n’existe pas à l’état libre dans la nature mais se trouve combiné à deux atomes d’oxygène pour former la silice.
• La silice ou dioxyde de silicium est un composé chimique constitué d’atomes de silicium et d’oxygène (SiO2). Il est très présent sur la surface terrestre puisqu’il est le second élément le plus abondant dans l’environnement (près de 30 %) après l’oxygène. La silice est donc composée des deux éléments les plus abondants sur la planète. Elle est principalement retrouvée dans le quartz, le sable ou la roche⁽¹⁾.

Actuellement, les principaux pays producteurs de silicium sont la Chine, le Brésil, la Norvège, les États-Unis et la France⁽¹⁾.

Comment est-il transformé ?

Le silicone est donc une substance synthétique fabriquée à partir d’un élément naturel : le silicium. Son obtention passe par une succession de transformations chimiques spécifiques (ex : hydrosilylation, condensation, vulcanisation à chaud ou à froid)⁽²⁾ qui permet d’obtenir différentes sortes de silicones.

Pour obtenir des élastomères de silicone aux propriétés particulières, des additifs sont ajoutés lors de la mise en œuvre pour leur conférer des caractéristiques spécifiques^{(2, 3)}.

Pour quoi est utilisé le silicone ?

Selon le procédé de transformation, les silicones peuvent se décliner en une multitude de matières (de liquide à rigide) et de formes. Ainsi, leur utilisation est largement répandue dans beaucoup de domaines.

 Dans tous types d’industries

Qu’il s’agisse de l’industrie du bâtiment, de l’automobile ou de la cosmétique, les silicones sont utilisés dans la fabrication de nombreux matériaux. Voici quelques exemples^{(2, 4)} :

• Isolants électriques (câbles) ;
• lubrifiants ;
• mastics ;
• colles ;
• joints de plomberie ;
• anti-mousses ;
• vernis ;
• ustensiles de cuisine ;
• pièces automobiles, informatiques et industrielles ;
• antiadhésifs ;
• jouets ;
• traitement des textiles et papiers ;
• accessoires de mode ;
• shampooing, après-shampooing.

Dans le domaine de la santé

En raison de ses nombreuses propriétés (résistance, innocuité, hydrofugation…), les silicones sont omniprésents dans le domaine de la santé. Ci-après une liste non exhaustive de ses applications médicales^(3-5) :

• orthoplasties ;
• prothèses mammaires, testiculaires ;
• pansements de brûlure ;
• pansements de cicatrices (hypertrophiques, chéloïdes) ;
• pansements gastriques ;
• coricides ;
• lentilles de contact ;
• coupes menstruelles ;
• tuyaux de drainage.

Quelles sont les propriétés du silicone ?

En raison de ses nombreuses propriétés et spécificités par rapport à d’autres matériaux, le silicone s’utilise dans des domaines très variés. Ses principales propriétés sont^(3-6) :

• Adhésivité
• Résistance (UV, chaleur, froid usure, intempéries)
• Hydrofugation, hydrophobie
• Stabilité thermique
• Inertie chimique
• Durabilité
• Lubrification
• Anti-adhérence
• Perméabilité
• Biocompatibilité
• Faible tension superficielle

Quelles sont ses caractéristiques ?

Outre leurs propriétés, les silicones ont des caractéristiques générales variables :

• Dureté : il existe plusieurs échelles de mesure ; les plus courantes étant la 00 (matériaux très mous), la A (matériaux mous) et la D (matériaux durs), allant de 0 à 100.
• Élasticité : le silicone sous forme d’élastomère peut s’étirer jusqu’à 10 fois sa taille initiale.
• Épaisseur : variable, généralement calculée en millimètres.
• Couleur : transparent avec une opacité variable, il est possible d’ajouter des colorants pour donner des couleurs.

EPITACT^®, expert du silicone pour les soins podologiques

Les gels de silicones EPITACT^®

Marque experte de la formulation de gels de silicone pour la podologie, EPITACT^® a élaboré et breveté plusieurs types de silicones réticulés :

• L’EPITHELIUM 26^® est un gel de silicone répartiteur de pressions. Breveté, il est un véritable substitut du capiton plantaire puisqu’il reproduit ses propriétés de dureté et de viscoélasticité en compression et en cisaillement. Ainsi, il équilibre les charges et supprime la pression excessive sous les têtes métatarsiennes.
• L’EPITHELIUM 28™ est un gel de silicone antifrictions. Grâce à ses propriétés d’absorption des cisaillements, il inhibe les frottements sur la surface du derme aux zones du pied soumises à ces contraintes. Sa formulation spéciale lui octroie une auto-adhésivité permanente sans aucune utilisation de colle. Son caractère partiellement occlusif permet de limiter l’évaporation de l’eau de la couche supérieure de l’épiderme pour favoriser son hydratation*.

*hydratation des couches supérieures de la peau.

• L’EPITHELIUM 29™est un gel de silicone inhibiteur de frottements et répartiteur de pressions. Utilisé comme pansement occlusif sur une zone soumise à ces contraintes, il protège la surface de la peau des frottements, résiste aux hyperpressions et évite ainsi tout risque de surchauffe. En contact direct avec la peau, ce gel est biocompatible et se décolle sans douleur même sur les zones pileuses.

Les silicones sont extrêmement réputés et utilisés dans tous les domaines d’activité. En effet, l’abondance de ses matières premières et la quantité de transformations qu’il peut subir en font un matériau polyvalent de choix. Parfois controversée, son utilisation reste un atout majeur pour la fabrication de matériels et de dispositifs de soin médicaux résistants, durables et biocompatibles.

Pour aller plus loin que cette approche globale et simplifiée, voici quelques sources supplémentaires :

⁽¹⁾Boubault A. Le silicium : un élément chimique très abondant, un affinage stratégique [Internet]. MineralInfo. 2020 [cité 3 août 2022]. Disponible sur: https://www.mineralinfo.fr/fr/ecomine/silicium-un-element-chimique-tres-abondant-un-affinage-strategique

⁽²⁾Mazurek P, Vudayagiri S, Ladegaard Skov A. How to tailor flexible silicone elastomers with mechanical integrity: a tutorial review. Chemical Society Reviews. 2019;48(6):1448‑64.

⁽³⁾Frances JM. Polymères : toujours innovants Les silicones État de l’art et nouveaux défis pour leur industrie. 10 oct 2017;Octobre-Novembre 2017:33‑40.

⁽⁴⁾Biron M. Silicones ou siloxanes – Applications [Internet]. Techniques de l’Ingénieur. 2007 [cité 3 août 2022]. Disponible sur: https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/matieres-thermodurcissables-monographies-42146210/silicones-ou-siloxanes-n2882/traitement-des-textiles-n2882niv10011.html

⁽⁵⁾Colas A, Curtis J. Silicones. In: Handbook of Polymer Applications in Medicine and Medical Devices [Internet]. Elsevier; 2013 [cité 3 août 2022]. p. 131‑43. Disponible sur: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9780323228053000074

⁽⁶⁾Lorenz G, Kandelbauer A. Silicones. In: Handbook of Thermoset Plastics [Internet]. Elsevier; 2014 [cité 3 août 2022]. p. 555‑75. Disponible sur: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9781455731077000142