DEPREZ Corentin
FOURNAISE Thomas
MONCEAUX Timothée

TPE 1ère S : La Colle

I] La colle est omniprésente dans le monde d'aujourd'hui

1) Les colles d'origine végétales

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e nombreuses espèces végétales sécrètent des substances visqueuses et collantes. Afin de créer une colle respectueuse de l'environnement la meilleure solution serait-elle d'imiter les colles naturelles ?




Certaines plantes utilisent de la colle afin de se nourrir comme par exemples les plantes carnivores. C'est donc une fonction essentielle pour certaines plantes.
Chez les droseras, en effet, les feuilles sont recouvertes de poils dont l'extrémité sécrète une sorte de résine sous forme de gouttelettes blanches appelée mucilage.

Feuille de drosera

Feuille de drosera


Extremité d'un poil de drosera

Extremité d'un poil de drosera



Le mucilage est collant et bouche l'entrée des trachées des insectes qui sont asphyxiés. Les feuilles se replient alors sur elles-mêmes et l'insecte va être digéré.

Est-il possible de récupérer cette résine ?
Sans doute car il est possible d'extraire ce mucilage sur d'autres plantes en coupant la tige. C'est ainsi qu'est extrait le mucilage de l'aloé vera. Extraxtion du mucilage d'aloe vera

Extraction du mucilage d'aloe vera





Lorsque l'on parle de résine on pense souvent aux conifères. En effet ceux-ci en produisent en abondance mais tous les conifères ne sécrètent pas de résine. En revanche d'autres végétaux sécrètent des résines comme certains dragonniers, le cannabis... La résine peut se trouver au niveau des bourgeons afin de les protéger des champignons et du gel.
D'autre part, la résine circule dans les canaux résinogènes, qui se trouvent sur le pourtour de l’arbre. Elle sert à la cicatrisation lorsque le pin est entaillé. Elle est composée à 70% de colophane, 20% d'essence de térébenthine, et 10% d’eau. Colophane qui donne sa couleur à l'ambre Colophane qui donne sa couleur à l'ambre

Colophane qui donne sa couleur à l'ambre



Est-il possible de récolter ces résines naturelles pour une utilisation industrielle ou domestique ? Une technique ancestrale permet de récolter cette résine. Cela s'appelle le gemmage. L'opération consiste à blesser l'arbre et à récupérer le liquide qui coule. Le gemmage

Le gemmage



Les hommes utilisaient déjà cette substance pour coller les pointes de flèches. Les amérindiens s'en servaient pour étanchéifier les bateaux.



Il est possible de coller avec des moyens rudimentaires et tout à fait écologiques. Par exemple l'ail peut faire office de colle : couper en deux une gousse et la frotter sur la partie à coller. C'est plutôt efficace, en revanche, cela ne fonctionne pas avec tous les matériaux. L'ail

L'ail



2) Des colles d'origine animales

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ertains animaux sont capables de produire de la colle pour faciliter leur mobilité, pour se protéger des prédateurs, se fixer à un rocher...




La propolis est un complexe fabriqué par les abeilles à partir de leurs sécrétions et d'une série de substances résineuses, gommeuses et balsamiques. De consistance visqueuse elle est recueillie par les abeilles sur certaines parties de végétaux. Dans la ruche la propolis a de multiples usages. C'est un mortier qui sert au colmatage des fissures ou interstices, à l'étanchéité.

Aspect de la propolis

Aspect de la propolis



Elle se compose de:


De plus, il est facile de la récupérer. Pour certains apiculteurs, la propolis est une gène. Ils la récupèrent en raclant les flancs de la ruche. Une substance pâteuse et résineuse est ainsi extraite. Elle peut être utilisée en plomberie pour colmater.

Raclage de la propolis

Raclage de la propolis






Afin de ne pas être emportée par la houle et les courants marins, les moules se fixent au rocher grâce à des filaments appelés byssus. Les moules produisent une substance adhésive capable de coller solidement à des métaux et des roches même sous l'eau. En effet celles-ci produisent des enzymes qui vont catalyser la création d'un long polymère. Catalyse Enzymatique et Polymérisation

Ces longs polymères sont très nombreux et permettent de relier le rocher et la moule. Est-il possible d'imiter ce système pour produire de la colle ?
Des chercheurs de l'université de Mayence ont imité les protéines de fixation de la moule avec des polymères synthétiques. Ceux-ci sont constitués de longues chaînes moléculaires et comportent les mêmes appendices chimiques que ceux qui rendent adhésives les protéines de moule. Moules d'élevage

Moules d'élevage






Certains arachnides aussi produisent de la colle afin de rendre sa soie collante permettant ainsi la capture d'insectes dans sa toile. L'adhésif qui recouvre les toiles est un piège mortel considéré comme l’une des colles biologiques les plus puissantes. La colle des araignées est constituée d’une grande variété de composés organiques, dont des glycoprotéines. Rien d’autre n’était connu quant à la structure et la fonction de ces glycoprotéines composés d'acides aminés. Ces protéines sont produites par des cellules situées dans les glandes productrices de colle au niveau des ribosomes dans le cytoplasme.

Est-il possible de reproduire ces glycoprotéines ?
Le clonage et la sur expression de ces gènes identifiés dans des cultures cellulaires permettraient la production à grande échelle de ces glycoprotéines, pour ensuite les étudier plus profondément et développer éventuellement une nouvelle gamme de colles d’origine biologique.

Araignée sur sa toile

Araignée sur sa toile



3) Des colles créées par l'Homme d'origine naturelle

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epuis des siècles les hommes sont capables de créer des colles pour des usages variés. Bien sur leur aspect était bien différent des colles chimiques vendues en tube de nos jours. La colle était toujours fabriquée à partir de matière naturelle animale ou végétale.




Elles sont principalement constituées de gélatine sous toutes leurs formes et provenant donc exclusivement d'animaux.
La colle d'Orléans et les meilleures ichtyocolles ou colles de poisson étaient à base de vessie natatoire d'esturgeons bouillie avec adjonction d'eau de chaux. On pouvait y mêler la peau, l'estomac et les intestins et recourir à d'autres poissons moins rares, comme la morue, conduisait à des colles de moindre qualité. De nombreux corps de métiers utilisaient ces colles pour donner du lustre à leurs rubans, blanchir les gazes et faire des emplâtres, fixer les écailles d'ablette dissoutes à l'intérieur de globules de verre creux pour la fabrication de perles artificielles voire la fixation des pierres précieuses en y ajoutant un peu d'alcool, de gomme ammoniaque et de mastic, clarifier le vin et la bière et éclaircir le café. La peau des anguilles était aussi utilisée: bouillie avec de l'eau de chaux, additionnée de blanc d'oeuf, elle permettait la fixation de feuilles d'or sur bois ou bronze.

Colle de Poisson

Colle de poisson en vente dans des magasins de bricolage bios



La fameuse colle d'Angleterre ou colle forte, les colles de pieds et de peau de mouton, de cuir de veau et les colles de gant étaient bien le dernier usage que l'on pouvait faire des pieds, peaux, nerfs, cartilages et os concassés, rognures de gants blancs et parchemins. Aux merveilleuses pâtes ainsi obtenues après macération, bouillissage et rinçage à l'eau, les maîtres-colleurs parfaisaient leur oeuvre avec adjonction - suivant le cas - d'huile d'olive (vieille), de graisse, de suif,d'alcool, de blanc d'oeuf, de plâtre, d'acide et de chaux vive, et toujours d'eau. Dans certains cas, les anglais n'hésitaient-ils pas à remplacer les abats par du fromage.

Colle de Peau de Lapin

Colle de peau de lapin en granules solubles dans l'eau






Elles étaient souvent à base de matières amylacée (contenant de l'amidon) additionnées d'autres substances pour leur donner du corps. Sous l'action de l'eau chaude, l'amidon se gonfle et durcit au séchage. Les colles de farine ou colles de pâte, colles de fécule et de marron d'Inde en étaient les exemples les plus connus et utilisés avec des variantes pour les besoins spécifiques de certains métiers. Elles étaient constituées de farine de seigle ou de blé, de fécule et de pomme de terre. Mais il était fait aussi grand usage de fruits (prunes, baies de gui), de racines de viorne, de narcisse et de hyacinthe et d'écorce de houx pour la fabrication des glus.

Les gommes arabiques principalement extraites d'acacias africains dont on supposait qu'une maladie en occasionnait la sécrétion et autres baumes du Canada participaient aussi à l'élaboration de toutes ces colles sans oublier l'indispensable eau. Suivant les cas, on y mettait un petit peu de cire d'abeille, de savon vert et de suif, graisse de volaille, essence de thym, huile végétale, vinaigre et sucre pour la touche finale.

Gomme Arabique

Gomme arabique




La colle est donc très présente dans notre environnement. Cependant il est difficile d'imaginer la production de ces colles et leur utilisation à une échelle indusrielle. Pourquoi utilise t-on dans l'industrie d'aujourd'hui des colles aussi nombreuses et nocives pour l'environnement ? Pour répondre à cette question, il convient de comprendre les mécanismes de ce collage à l'échelle moléculaire.

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