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Un marché prêt à décoller

Sylvie Latieule

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Un marché prêt à décoller

Le salon JEC réunit tous les acteurs des composites.

© © JEC composites/Apfoucha

Ces composés qui mêlent résines et fibres végétales devraient faire l'objet d'une croissance à deux chiffres sur les prochaines années. Leurs principaux atouts : un bilan carbone faible et un prix compétitif.

Les agrocomposites étaient à l'honneur lors du dernier salon JEC composites qui s'est tenu à Paris à la fin du mois de mars. Tout comme les composites « classiques », ce sont des matériaux qui se caractérisent par l'association d'une matrice polymère et d'un renfort. En revanche, si la matrice continue d'être le plus souvent d'origine pétrochimique à travers l'utilisation de polyéthylène, polypropylène, de résines alkyde ou époxy, le renfort est systématiquement proposé en fibres végétales, remplaçant ainsi les fibres de verre ou de carbone largement employées dans le domaine des composites. Dans le futur, si l'offre en biopolymères (PLA, PE ou PP biosourcés... ) s'étoffe, des agrocomposites 100% végétaux pourraient connaître un certain essor.

L'idée d'utiliser des agrocomposites n'est pas nouvelle. Norman Timmins, vice-président de la société de conseil Lucintel, a expliqué dans le cadre d'un cycle de conférences sur les matériaux biosourcés qu'à l'aube de la première guerre mondiale, la pénurie d'aluminium avait conduit les Anglais à construire les fuselages de leurs célèbres avions Spitfires en composites de lin et de résines phénoliques. En 1942, ce fut le tour d'Henri Ford de concevoir une automobile à base de chanvre. Puis du temps de l'Allemagne de l'Est, les Trabant ont arboré des carrosseries en coton et polyester. Malgré ces tentatives fructueuses, les agrocomposites n'ont pas réussi à s'imposer massivement face à des solutions métalliques ou pétrochimiques. Une nouvelle fenêtre de tir est néanmoins en train de s'ouvrir pour un développement à plus grande échelle. Norman Timmins a évalué le marché des agrocomposites à 2,1 milliards de dollars en 2010. Il a progressé de 15 % par an sur les cinq dernières années, tiré par les marchés de l'automobile et de la construction. Sur les années à venir, la croissance pourrait marquer un léger recul. Mais à raison de 10 % par an, elle devrait porter ce marché à 3,8 Mrds $ d'ici à 2016. Selon le consultant, le marché est surtout centré sur l'Amérique du Nord, avec la plus large utilisation par habitant. Le marché européen est très en retrait, mais devance le marché asiatique qui n'a quasiment pas démarré.

Les moteurs de cette croissance sont multiples. Le consultant identifie la hausse des prix du pétrole qui entraîne dans son sillage celui des dérivés pétrochimiques, un intérêt croissant des gouvernements pour des produits à plus faible empreinte environnementale et les faibles prix des composites végétaux. Responsable Agromatériaux et Formation auprès du pôle de compétitivité IAR, Guillaume Jolly explique que contrairement aux biopolymères qui sont souvent 30 à 40 % plus chers que leurs équivalents pétrochimiques, les agrocomposites sont parfaitement viables économiquement, parfois moins chers que des produits à base de fibres de carbone ou de verre. Reste à améliorer la performance des agrocomposites, liée en particulier à la gamme de fibres disponibles et à la maîtrise de leurs propriétés (variabilité,... ). Pour lever ces freins techniques, le pôle IAR s'investit au quotidien dans le montage de projets de R&D collaboratifs innovants, en s'appuyant sur de nombreux spécialistes comme FRD, AFT Plasturgie, EcoTechnilin...

Les fibres de lin s'imposent

Parmi les fibres végétales utilisées en renfort, les produits les plus souvent cités sont les fibres de bois, de lin, de chanvre, de jute, de sisal ou l'abaca (chanvre de manille). Le lin affiche les meilleures performances dans la catégorie des fibres « non-bois », en particulier en matière de résistance à la traction (l'un des points forts de la fibre de verre). Du coup, les applications de ces fibres « non-bois » se situent davantage dans le domaine automobile pour l'allégement des structures, dans les domaines électrique et électronique (coques d'ordinateur ou de téléphone) et dans les équipements de sport (raquettes de tennis, vélos, snowboard,... ) avec des propriétés anti-vibration très appréciées. Pour les fibres de bois, les applications se situent principalement dans le domaine de la construction. A noter la présence sur le salon de Bamboo Fibers Technology qui vantait les mérites du bambou. Cette plante à croissance extrêmement rapide dispose naturellement d'excellentes caractéristiques mécaniques. BFT développe actuellement des agrocomposites de type PLA, renforcés de fibres de bambou tridimensionnelles, pour une offre 100% végétale, s'adressant à de nombreuses applications.

En région Picardie et Champagne-Ardenne, on travaille surtout sur les filières lin et chanvre, explique Guillaume Jolly. Ces régions ont une tradition dans la culture de ces plantes à fibres, même si les surfaces ont beaucoup diminué sur les dernières décennies, sous l'effet notamment de la concurrence asiatique dans des applications textiles. Pour pérenniser ce savoir-faire et développer des applications dans les matériaux, la société FRD œuvre à la valorisation des fibres végétales dans les matériaux. Créée en 2008, FRD est une société de recherche, à l'initiative de 10 actionnaires produisant 15 % de la totalité des fibres végétales en France (lin, chanvre, miscanthus, lin oléagineux, bois) et des acteurs majeurs de la valorisation des agro-ressources (ARD, Sofiprotéol). FRD est aujourd'hui le porteur du projet Finather 3, labellisé par 4 pôles de compétitivité, dont IAR, Plastipolis en Rhône-Alpes et Franche-Comté, I-Trans et UP-tex en Nord-Pas-de-Calais et Picardie, et qui a décroché l'an dernier un financement FUI. Finather vise à développer des matériaux composites thermodurs innovants à base de fibres végétales (résine issue d'huile de lin époxydée et renforcée par des fibres naturelles comme le lin ou le chanvre). Les applications visent le secteur des transports (automobile, ferroviaire) et des biens de consommation où un gain environnemental très important est apporté par la diminution du poids des pièces et par la réduction des consommations énergétiques des véhicules.

Autre région productrice de fibres végétales, la Normandie est la première région européenne productrice de lin et la filière se structure autour de Fimalin, d'une part, et du Groupe Depestele, d'autre part. Fimalin regroupe six industriels (Dehondt à l'initiative du projet, mais aussi Arkema, Clextral, Dedienne Multiplasturgy, Terre de lin, Institut Technique du lin) qui ont créé Fimalin en février 2009. Cette association est destinée à promouvoir une filière « lin technique » dédiée au développement de produits écoconçus, notamment des agrocomposites. L'idée étant que « le lin technique » devienne la 3e fibre des composites après le verre et le carbone. Le groupe Depestele, 1er teilleur privé européen, fédère un réseau de recherche et industriel, dans le cadre du projet LINT notamment.

Mais les agrocomposites ne sont pas que des matériaux du futur. Il existe déjà des applications bien réelles dont certaines ont été présentées au JEC. Ainsi, Innobat, centre de R&D privé pour le bâtiment, a remporté un « JEC innovation award » dans la catégorie matériaux biosourcés pour la réalisation de profilés pour fenêtres à base de résines époxy biosourcées, renforcées en fibres de lin. Selon Michel Maugenet, président d'Innobat, ce matériau combine les avantages mécaniques de l'aluminium et l'isolation thermique du PVC, tout en ayant une empreinte environnementale favorable.

Les applications se multiplient

De son côté, la société Hunstman a exposé « l'Araldite Boat », le premier bateau au monde à intégrer des fibres de lin dans sa structure composite également constituée de résine époxy et de fibres de carbone. Ses avantages sont multiples, notamment le poids du bateau, son empreinte environnementale et les vibrations se trouvent diminuées. D'une longueur de 6,5 m, l'Araldite boat est inscrit dans le circuit Mini Transat.

Faurecia a présenté sa technologie Nafi (Natural fiber for injection) disponible depuis début 2010. L'équipementier a développé en partenariat avec le plasturgiste AFT un agrocomposite à base de polypropylène et de fibres végétales ; des applications sont en cours chez Toyota et PSA. A noter que Faurecia est porteur du projet Biomat labellisé par le pôle de compétitivité IAR. Il a été retenu lors du 3e appel à projets du Fonds de compétitivité des entreprises et ambitionne de concevoir des matériaux d'origine 100 % végétale, en respectant les contraintes techniques (poids, chocs, vieillissement, fatigue... ), économiques et environnementales liées à l'automobile. Ces matériaux ont pour objectif de se substituer à ceux traditionnellement utilisés dans l'intérieur des véhicules (polypropylène et styréniques d'origine pétrochimique).

Parallèlement aux biopolymères qui bénéficient d'une plus grande visibilité, les agrocomposites avancent donc à grands pas, avec une belle carte à jouer pour les acteurs français du lin et du chanvre.

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