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© FRD – Troyes France – février 2016 Fibres et renforts végétaux Solutions maté

© FRD – Troyes France – février 2016 Fibres et renforts végétaux Solutions matériaux © FRD – Troyes France 2 Ce document est la propriété de FRD®. Toute reproduction ou diffusion non autorisée est interdite. © FRD – Troyes France 3 SOMMAIRE 1 Introduction ..........................................................................................................................................................4 1.1 Fibres Recherche Développement® ......................................................................................................4 1.2 Objectifs du catalogue ..............................................................................................................................6 2 La première transformation : les fibres végétales .......................................................................................7 2.1 Définition .....................................................................................................................................................7 2.2 Eléments de vocabulaire ...........................................................................................................................7 2.3 Production/consommation ......................................................................................................................8 2.4 Développement durable ...........................................................................................................................9 2.5 Avantages, inconvénients ...................................................................................................................... 11 3 La deuxième transformation : les renforts................................................................................................. 13 4 Matrices d’aide à la sélection ......................................................................................................................... 14 4.1 De l’application au produit ................................................................................................................... 15 4.2 Produits par procédé de transformation .......................................................................................... 16 4.3 Gamme de produits et préformes textiles ....................................................................................... 17 5 Notre offre de services .................................................................................................................................. 18 5.1 Elargir sa gamme de produits et y intégrer des matériaux à base de fibres végétales ........... 18 5.2 Innover et concevoir des matériaux biosourcés ............................................................................. 19 5.3 Mettre en place un système d’approvisionnement ......................................................................... 20 5.4 Maîtriser les performances en process industriels ......................................................................... 21 5.5 Prestation d’analyses et contrôle de la qualité ................................................................................ 22 6 La gamme de produits végétaux ................................................................................................................... 23 6.1 Fiber Box : Une sélection de fibres courtes pour matériaux ....................................................... 23 6.2 Fibres de renforts pour plasturgie, composites et bétons : FIBRA ............................................ 24 6.3 Fractions végétales pour apporter de la charge: GREEN ............................................................. 26 6.4 Fibres pour applications non-tissés (composites et isolation) : FTECH ................................... 27 6.5 Granulats pour bétons : NATHERM .................................................................................................. 28 6.6 Compounds .............................................................................................................................................. 29 6.7 Rovings et fils ........................................................................................................................................... 30 6.8 Unidirectionnels ...................................................................................................................................... 31 6.9 Bi-axiaux (0° / 90°) ................................................................................................................................. 32 6.10 Multi-axiaux .............................................................................................................................................. 33 6.11 Non-tissés ................................................................................................................................................. 34 7 Conclusion ......................................................................................................................................................... 35 © FRD – Troyes France 4 1 Introduction 1.1 Fibres Recherche Développement® Fibres Recherche Développement (FRD) est une société de recherche et d’innovation dédiée à la valorisation des fibres et fractions végétales en matériaux (plasturgie, panneaux, isolation, bétons, composites, etc.). Créée en 2008 par 11 actionnaires producteurs de fibres (lin, chanvre, miscanthus, lin oléagineux, bois) et acteurs majeurs de la valorisation des agro-ressources (ARD, Sofiprotéol), FRD rassemble aujourd’hui l’ensemble des acteurs de la filière de production et transformation de fibres végétales en France. Positionnée au cœur du Pôle de compétitivité Industries et Agro-Ressources, FRD est l’un des principaux référents dans le domaine des composites bio-sourcés. FRD est un formulateur de solutions vertes « clé en main ». Grâce à FRD-Lab, première plateforme technologique française dédiée à l’extraction et à la caractérisation des fibres et granulats végétaux à usage matériaux, FRD peut : fournir aux industriels des matériaux, des échantillons de fibres et granulats présentant des caractéristiques ciblées par applications dans le but de réaliser des essais pilotes de formulation ou de conception de matériaux, apporter un appui technique aux industriels de la transformation des fibres en leur permettant d’adapter à moyen et long terme leurs processus d’extraction, d’optimiser leurs démarches qualité et de mettre en place des fiches techniques de leurs produits, être le support de la réalisation de programmes R&D structurants. Complété, par une gamme complète de renforts à base de fibres végétales (non-tissés, tissus, unidirectionnels, multiaxiaux) réalisés à façon, FRD est la porte d’entrée des solutions matériaux bio- sourcées. © FRD – Troyes France 5 FRD est une plateforme d’ingénierie de projets. FRD dispose de compétences, favorisant l’émergence et le développement de matériaux innovants : Base de connaissance des marchés, des produits, des acteurs, des cahiers des charges, des procédés, de la ressource et de sa mobilisation Fractionnement et la fonctionnalisation des fibres et préformes Formulation de matériaux incorporant des fibres végétales : isolation bétons, panneaux, plasturgie, composites Caractérisation et management de la qualité Montage et pilotage de projet de R&D FRD pilote et participe à des projets d’innovation et de recherche portant soit sur la conception de matériaux innovants, soit sur l’amélioration des fibres et renforts végétaux : Dans le domaine des matériaux composites thermodurcissables, FRD a coordonné le projet national FINATHER destiné à élaborer des composites thermodurcissables à faible impact environnemental pour l’industrie automobile et ferroviaire. FRD est également membre du projet BIONICOMP qui vise à l’amélioration des performances de matériaux composite par ionisation Dans le domaine de la plasturgie de renfort et de charge, FRD est impliqué dans plusieurs projets dont MATAGRAF qui vise à développer une matière innovante et biodégradable pour un système d’agrafage saisonnier de vignes. Mais également DEFIBREX dont l’objectif est l’optimisation des matières thermoplastiques plastiques renforcées par la décohésion des fibres. Dans le domaine du bâtiment, FRD a coordonné un projet de développement industriel de laines d’isolation thermique et participe à un projet d’élaboration de bétons végétaux à base de granulats pour isolation phonique. Dans le domaine du textile, FRD participe au développement d’un fil écologique à base de chanvre afin d’aboutir à un produit maille dans le cadre du projet CHAMAILLE. Dans le domaine des fibres et renforts, FRD coordonne le projet SINFONI, soutenu par l’Etat dans le cadre des « Investissements d’Avenir ». Ce projet de 5 ans vise à structurer une filière d’approvisionnement en fibres et renforts végétaux, permettant de garantir la disponibilité, les prix, les qualités, les performances des produits, tout au long de la chaine de production. Le projet régional MAPROFI destiné à mieux connaitre les facteurs culturaux influençant les propriétés physico-chimiques des fibres de chanvre, a été finalisé en 2014. L’objectif visait à améliorer les propriétés aval des fibres et des matériaux dérivés. © FRD – Troyes France 6 En amont, Au niveau du gisement des fibres végétales en France, FRD a publié, en collaboration avec l’ADEME, la première étude sur l’évaluation de la disponibilité et de l’accessibilité des fibres végétales à usage matériaux en France. Pour accompagner ses clients et ses partenaires, FRD propose une offre de services dans divers domaines : connaître le potentiel d’utilisation en matériau : formation sur les fibres végétales, leur potentiel d’utilisation, les procédés mis en œuvre, les performances obtenues… Innover et concevoir de nouveaux matériaux : accompagnement à la formulation de matériaux innovants ou à la substitution de fibres minérales et organiques par des fibres végétales S’approvisionner en fibres et renforts végétaux : définir sa stratégie d’approvisionnement, disposer de matières conformes à son cahier des charges, contrôler et agréer les lots en entrée… Maîtriser les performances en process industriels : accompagnement à la création d’un système de management de la qualité des matières végétales en entrante dans un process. Prestation d’analyses : Caractérisations sur matériaux allant des fibres et granulats aux matériaux finis tels que les renforts, composites, bétons ou laines d’isolation. 1.2 Objectifs du catalogue Ce catalogue présente les offres de services que propose FRD, de l’accompagnement à la conception de matériaux innovant au contrôle qualité. Une gamme complète de fibres, charges et renforts végétaux pour application dans le domaine des matériaux est également exposée dans ce catalogue. Ces références sont disponibles à échelle pilote pour le développement et la conception de produit innovants et sont transposable à une échelle industrielle. L’objectif de ce catalogue est de fournir une vue large et suffisamment exhaustive des possibilités offertes par l’industrie des fibres végétales pour satisfaire l’ensemble des transformateurs et utilisateurs aval. Ce catalogue présente une liste de propriétés-clés, destinée à être complétée au fur et à mesure des demandes et développements ciblés. Ainsi, ce catalogue correspond à une photographie des fibres et renforts pour application matériaux. Les interactions entre producteurs, transformateurs et utilisateurs permettront de faire évoluer cette offre de produits vers des offres techniques plus ciblées et accessibles commercialement. FRD se place en créateur de filière et intégrateur de solutions industrielles disponibles à l’échelle industrielle. © FRD – Troyes France 7 2 La première transformation : les fibres végétales 2.1 Définition Hormis le bois dont la fibre est un co-produit de l’industrie de transformation de cette matière, les fibres végétales produites dans le monde proviennent de 4 grandes origines dans les plantes (cf. Figure 1) : les tiges, les feuilles, les graines, les fruits. Figure 1. Origines des fibres végétales produites dans le monde. En Europe, les fibres végétales produites industriellement sont le lin et le chanvre. Ces fibres proviennent des tiges de ces plantes. Une autre fraction produite par l’industrie des fibres végétales sont les moëlles lignifiées (également appelées bois), issues de la partie centrale de la tige. Ces dernières représentent plus de la moitié des fractions végétales produites à partir des tiges (ou pailles) de lin et chanvre. 2.2 Eléments de vocabulaire Comme tout matériau, les fibres végétales sont qualifiées par un vocabulaire spécifique par métier et/ou secteur d’application. Afin d’être le plus objectif possible sur la sémantique dédiée aux fibres végétales, quelques éléments de vocabulaire sont présentés ci-dessous. © FRD – Troyes France 8 Pour toutes les matières végétales traitées par FRD – le lin (textile et oléagineux), le chanvre, le miscanthus et le bois – on considèrera deux types de produits : les fibres (de longueur variant de quelques millimètres à quelques décimètres), les poudres et farines, représentant des particules de granulométrie comprise entre quelques centaines de micromètres et uploads/Ingenierie_Lourd/ catalogue-frd-fr.pdf