Technologiques
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Le réseau de l’excellence technologique D os s i e r th é ma t i que Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie www. reseau -cti. com F oc u s s u r l e R ésea u C T I 1 réseau développement er de technologique Le Réseau CTI fédère les Centres Techniques Industriels français au sein d’un réseau pour mettre en synergie des compétences dans une logique de mutualisation au service des entreprises. 3 200 34 collaborateurs secteurs d’activités 120 métiers 23 organismes Produits industriels en béton Aéraulique et thermique Mécanique Bois, ameublement Cuir, chaussure et maroquinerie Conservation des produits agricoles Décolletage Construction métallique Fonderie Tuiles, briques, pierre Papier et carton Entretien des textiles Forêt, cellulose, bois, ameublement Horlogerie, bijouterie, joaillerie, orfèvrerie, arts de la table Productions cidricoles Textile et habillement Soudure Corps gras Caoutchouc, polymères Industrie agroalimentaire Assurance qualité et certification Coordination des Centres de Recherche en Mécanique Plasturgie Plus d’informations sur nos adhérents et le réseau : www.reseau-cti.com 2 Ed i to Plates-formes technologiques : outils privilégiés au service des PME Les plates-formes technologiques sont des dispositifs d’expérimentation pour développer et transférer de nouvelles technologies. Elles sont diverses, une manière de les caractériser est l’échelle de temps d’application des technologies étudiées : horizon de temps court pour des plates-formes de transfert et de formation, moyen pour la mise au point d’innovations technologiques graduelles ou encore horizon de long terme pour des nouvelles technologies très fortement innovantes. Ce dossier illustre sans viser l’exhaustivité les différents types de plates-formes exploitées au sein des CTI : vérification-évaluation, mise au point de nouvelles technologies, démonstrateurs et enfin et non des moindres pour le public PME les plates-formes de transfert. De cet ensemble, il ressort trois éléments communs qui méritent à notre sens, d’être soulignés : • L’accessibilité de ces outils à toutes les entreprises implantées sur le territoire national pour les accompagner dans leurs ambitions d’innover afin de renforcer leur compétitivité face à un environnement très concurrentiel et mondialisé, Avec une position d’interface entre le monde de la recherche académique et le monde l’industrie, les activités des CTI sont pilotées par les besoins qu’expriment les entreprises, notamment les PME. Dans ce contexte, les plates-formes technologiques constituent des outils privilégiés pour leur apporter des réponses concrètes. •D es investissements mobilisés lourds en capital et en compétences lesquels ne peuvent s’inscrire que dans une perspective de soutien à long terme, • Enfin, de nombreuses collaborations et partenariats stratégiques avec d’autres acteurs français pour dégager des synergies scientifiques et technologiques et ainsi optimiser les ressources financières et partager les risques inhérents aux activités à caractère innovant. Les CTI ont historiquement adopté des démarches qui s’appuient très fortement sur l’expérimentation dans les domaines des matériaux, des produits, des équipements ou encore des procédés, dans des conditions d’étude suffisamment représentatives pour être transposables aux conditions et aux échelles industrielles. Je me joins à mes nombreux collègues contributeurs à ce dossier pour vous inviter à découvrir des facettes originales des activités et des équipements au sein des CTI, opérateurs technologiques au service des entreprises. Après quelques précisions sur la signification du terme plate-forme technologiques dans la « réalité CTI », utiles tant ce mot recouvre aujourd’hui des concepts différents, le dossier illustre à l’aide d’une quarantaine d’exemples, ces dispositifs qui constituent la matrice de la recherche appliquée et du transfert technologiques aux entreprises, mission première des CTI. Bonne lecture. Ginés MARTINEZ Délégué général • Réseau CTI S ommai r e Plates-formes technologiques .......................................... 4 CTMNC ............................................................................................................ 30 CERIB ............................................................................................................... 8 CTP ...................................................................................................................... 33 CETIAT ............................................................................................................. 11 FCBA .................................................................................................................. 37 CETIM ............................................................................................................... 15 IFTH .................................................................................................................... 41 CTC ...................................................................................................................... 18 INSTITUT DE SOUDURE ................................................................. 45 CTCPA .............................................................................................................. 20 ITERG ................................................................................................................ 48 CTDEC .............................................................................................................. 24 PEP ...................................................................................................................... 51 CTIF .................................................................................................................... 26 3 Vad e me c um Les plates-formes : matrice de la recherche technologique et du transfert aux entreprises Une des caractéristiques de la recherche applicative et notamment de la recherches industrielle, est l’expérimentation à des échelles proches ou significativement représentatives de la technologie à échelle « un ». C’est-à-dire à l’échelle à laquelle les phénomènes, les comportements ou encore les niveaux d’intégration permettent d’établir des résultats extrapolables aux configurations industrielles ou d’usage avec un haut niveau de fiabilité. Dans le présent dossier, les plates-formes technologiques font ainsi référence à des équipements et des installations qui permettent de travailler à des échelles intermédiaires entre l’échelle de laboratoire et l’échelle pré industrielle, voire même industrielle. C’est une activité majeure des instituts technologiques et d’innovation que sont les Centres Techniques Industriels (CTI). Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 4 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plates-formes de vérification et d’évaluation Plates-formes de mise au point d’une nouvelle technologie Dans certains domaines, l’homme de l’art dispose de modèles physiques qui permettent d’établir à partir de résultats expérimentaux ou de modèles simulés numériquement, des règles d’extrapolation aux conditions nominales d’exploitation. C’est par exemple le cas aujourd’hui de la conception aérodynamique des aéronefs ou encore de la résistance mécanique des pièces ou de structures métalliques en configuration statique. Dans ces domaines les plates-formes ont un rôle de vérification sur prototypes ou encore d’évaluation des performances. Dans ces cas, la plate-forme est conçue comme une infrastructure polyvalente pour accueillir des prototypes ou des dispositifs à échelle nominale, et dispose des équipements connexes pour reproduire les conditions de sollicitation ou d’environnement représentatives de l’usage du dispositif testé et de chaînes de mesure et de traitement. Dans sa dimension technologique, l’innovation sur un matériau, un procédé, un composant ou encore un système, va adopter une démarche expérimentale qui se décline suivant une approche itérative, comprenant des phases de recherche et d’étude en laboratoire et des phases expérimentales à plus grande échelle et/ou des phases d’intégration plus poussée. C’est une approche dite de « scale-up ». Par nature, elle fait appel à des compétences multidisciplinaires, des personnels chercheurs et technologues. Dans ces cas, les plates-formes sont conçues elles aussi de manière évolutive. L’utilisation de telles plates-formes sur des « objets » très innovants à grande échelle est indispensable, bien même cela représente des investissements lourds et des compétences rares que seule une PME ne peut prendre en charge. C’est par une démarche collective ou collaborative que les coûts et les risques peuvent être mutualisés. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 5 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plates-formes type démonstrateurs Pour des « clients cibles PME », les démonstrateurs sont un vecteur privilégié pour les sensibiliser à une démarche d’innovation. En effet, ils permettent de traduire concrètement des résultats de recherche. Ils peuvent se décliner en plusieurs « générations » qui constituent autant de niveaux d’évolution d’une technologie ou d’un produit, mettant ainsi en perspective plusieurs niveaux d’innovation suivant l’horizon temps, typiquement de 3 à 10 ans. Une rapide analyse des pratiques au sein des CTI fait ressortir 3 types de démonstrateurs qui sont de générations d’une technologie ou d’un produit : La génération N illustre et témoigne d’une réalité technologique déjà présente sur le marché, c’est en quelque sorte l’état de l’art qui vise à donner de l’appétence à une entreprise à s’approprier un produit / procédé sans grand risque technologique. Le démonstrateur est alors utilisé comme un vecteur de dissémination utilisé dans le cadre de soutiens spécifiques aux PME (opérations collectives ou individuelles de conseil expertise et formation notamment). Les 3 types de démonstrateurs selon la génération d’une technologie ou d’un produit Réalité technologique Image crédible 3/5 1/3 0 ANNÉES Conseil Expertise Formation 5 / 10 ANNÉES ANNÉES Renforcer la veille technologique PME = Assembleur de Technologie R&D Appliquée et Transfert Technologique Vision prospective Orienter les Développements Produits / Nouveaux Marchés R&D Acquisition de connaissances CONTRIBUTION des cti Synergie d’intérêts Conjuguer les produits au futur bénéfice pme / pmi Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 6 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie La génération N +1 porte sur des évolutions espérées d’une technologie, résultat d’une recherche appliquée en cours. Les résultats susceptibles d’aboutir à une réalité industrielle sont escomptés à l’horizon de 3 ans. La génération N +2 du démonstrateur vise à traduire de façon même virtuelle les ruptures technologiques qui se dessinent au travers de projets de recherches plus prospectives. Ces démonstrateurs visent à convaincre les entreprises, et notamment les PME, de s’inscrire dans une dynamique déclinée suivant différents horizons de temps correspondant à autant de niveaux de maturité d’une technologie ou d’un produit. Les entreprises peuvent ainsi doser leur niveau d’implication et donc d’effort de R&D en l’inscrivant dans un calendrier conforme à leur stratégie. Plates-formes de transfert technologie Cette approche graduelle est également transposable dans les innovations non technologiques. Le rapprochement de la dimension technologique des facteurs qui pilotent la consommation est souvent facilité par le rôle clé des designers. L’approche duale innovation non technologique - innovation technologique est particulièrement féconde dans les secteurs des biens de consommation dont relèvent une partie des membres du Réseau CTI. Les plates-formes de transfert technologique visent à mettre à disposition d’une communauté de PME d’un secteur d’activité précis, un équipement leur permettant : De s’approprier d’une nouvelle technologie en l’adaptant à leurs propres besoins, De réaliser rapidement et à des coûts partagés, des produits prototypes pour l’évaluation des performances et la prospection du marché, De réaliser des pré-séries commerciales dans le « time to market » et aussi conforter un dossier d’investissement. Ou encore de former leur personnel à cette nouvelle technologie. Dans ce cas, les CTI jouent les rôles de passeur de technologie, d’accompagnateur pour l’appropriation de la technologie et de formateur des personnels. A l’aide d’un ensemble d’exemples, le présent dossier Plates-formes Technologiques illustre les différentes formes d’apports des CTI et CPDE dans ce domaine. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 7 Implantations P r é s e n tati o n Epernon (28) Bordeaux (33) Nantes (44) Orléans (45) Date de création : 1967 Secteur : Industrie du Béton (produits industrialisés) Contact : ZI des Longs Réages – BP 30059 28231 Epernon Cedex Tél. : 02 37 18 48 00 [email protected] www.cerib.com Centre d’études et de Recherches de l’Industrie du Béton Arras (62) Strasbourg (67) Lyon (69) Les études et recherches du CERIB sont structurées autour de 5 grands domaines : développement durable, feu et ingénierie de la sécurité incendie, technologie du béton, dimensionnement des structures, normalisation-certificationmanagement de la qualité. Créé en 1967, le Centre d’études et de Recherches de l’Industrie du Béton est implanté à Epernon (Eure-et-Loir). Focus Plateforme Les missions du CERIB s’articulent autour de plusieurs activités majeures : • défendre le point de vue de l’Industrie du Béton dans l’élaboration de la normalisation française, européenne, et internationale ; • veiller à l’image des produits de l’Industrie du Béton, en particulier par le contrôle de la conformité aux normes et la mise en œuvre de la certification ; développer les démarches visant à l‘amélioration des • conditions de travail, de la productivité, de la santé, de la sécurité, ainsi qu’à la préservation de l’environnement ; • assurer le perfectionnement et le renouvellement des effectifs de l’Industrie du Béton par la formation continue des salariés, et par la mise en place et/ou l’appui aux formations initiales spécialisées ; • assurer une veille technologique et une intelligence économique ; • faire progresser, par les études et recherches, les connaissances sur le matériau béton, les produits et les ouvrages, en termes d’économie, de qualité, de sécurité, de mise en œuvre et d’emploi, et de développement durable ; • assurer la diffusion et le transfert de l’information auprès des parties prenantes de la société. Le CERIB a de tout temps su développer les équipements technologiques qui lui permettent de mener les programmes d’études et de recherches visant à faire progresser l’Industrie du Béton. Si les plates-formes techniques dédiées aux essais mécaniques sont les plus anciennes, certaines ont été développées plus récemment, pour répondre aux attentes des utilisateurs en matière de qualité des produits, puis pour accompagner l’évolution des exigences réglementaires formulées tant au niveau national qu’européen. Parmi celles-ci, les plates-formes dédiées aux essais pour les équipements de traitement des pollutions de l’eau ou le centre d’essais de résistance au feu des structures, le laboratoire Prométhée, s’inscrivent dans cette stratégie. Ces différentes plates-formes sont utilisées aux fins d’études et recherches collectives. Elles jouent un rôle important dans la réalisation des essais exigés dans le cadre du marquage réglementaire CE ou de la certification volontaire (notamment NF). Mais elles sont également largement utilisées dans un contexte d’études prénormatives. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 8 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes - formes Plate-forme d’essais pour les équipement de traitement des pollutions de l’eau La Directive Produits de Construction stipule que les fosses septiques, les micro-stations et filtres d’épuration préfabriqués ne peuvent être mis sur le marché que s’ils portent le marquage réglementaire CE, selon les exigences définies par la série de normes NF EN 12566 « Petites installations des eaux usées jusqu’à 50 PTE ». Le marquage CE impose au producteur ou à l’importateur de faire réaliser des essais de type initiaux sur ces produits par un laboratoire notifié (attestation de conformité de niveau 3) et de déclarer les performances obtenues. Les essais de type initiaux réalisés sur ces plateformes permettent d’identifier toutes les performances liées à l’usage des produits : • la capacité nominale, pour déterminer la capacité de traitement (en volume) des fosses ; • l’étanchéité à l’eau ; • le comportement structurel (dit encore Pit Test ou essai sous remblai), pour évaluer les performances mécaniques des cuves enterrées soumises aux poussées des terres, aux charges de remblai et éventuellement à la poussée des eaux de la nappe phréatique (en conditions de sol humide) ; • l’efficacité de traitement, pour caractériser la capacité des fosses septiques à retenir les matières de décantation ; • l’efficacité de traitement pour caractériser les performances épuratoires et les capacités fonctionnelles des dispositifs de traitement des eaux usées domestiques sous sollicitations réelles. Une plate-forme sur le site d’une station d’épuration permet de simuler des sollicitations réelles pour tester les micro-stations 7 septembre 2009 fixant les prescriptions techniques applicables aux installations d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5 (jusqu’à 20 équivalents habitants). Cet arrêté prescrit pour les installations autres que traditionnelles des seuils maximum de rejet et une évaluation technique réalisée par les laboratoires notifiés, le CERIB étant l’un des deux laboratoires nationaux agréés. Cette évaluation a pour objectif de transmettre un avis aux Ministères sur les garanties apportées par les dispositifs de traitement, en termes de sécurité sanitaire, sécurité environnementale et sécurité des personnes, base de l’agrément indispensable pour pouvoir mettre ces produits sur le marché. Le CERIB, notifié par l’Etat français pour les activités relatives au marquage CE, dispose d’un équipement complet pour la réalisation des essais de type initiaux. Une première plate-forme d’essais, sur le site du CERIB, permet de réaliser les essais sur les fosses septiques, alors que la seconde, installée sur la station d’épuration de Hanches (28) complète les essais sur les micro-stations d’épuration. Pour obtenir des garanties sur les installations d’assainissement non collectif, les Ministères de l’Ecologie et de la Santé ont défini des prescriptions dans l’Arrêté du Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 9 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plate-forme d’essais de résistance au feu des structures : Prométhée Unique en Europe, le laboratoire Prométhée est né de la volonté de l’Industrie du Béton de se doter d’un centre d’essais permettant de se rapprocher des conditions réelles d’incendie pour mieux appréhender les niveaux de sécurité des structures et des assemblages : il permet de maîtriser et de quantifier l’impact des différents efforts horizontaux (compression et traction), verticaux et de torsion appliqués à un élément de structure donné, et d’apprécier, dans cette configuration, son comportement et sa stabilité au feu. tunnel. Placés au sein d’une structure mécanique supportant l’ensemble des vérins hydrauliques de chargement, les corps d’épreuve sont soumis à des températures pouvant monter jusqu’à 1 320 °C selon plusieurs scenarii d’incendie (courbe ISO 834, courbe hydrocarbure, courbe hydrocarbure majorée), grâce aux 18 brûleurs développant une puissance totale de 16 MW. Suivant la nature de l’essai à réaliser et le type de corps d’épreuve, vérins et feu sont associés selon différentes configurations. Capable de générer des scenarii multiples, notamment en termes de montée en température, ce dispositif possède une réelle originalité : il est le seul capable de reproduire fidèlement les diverses interactions qui s’appliquent à l’ouvrage, notamment celles avec d’autres parties d’ouvrages non soumises à l’incendie, grâce au chargement multi-directionnel du corps d’épreuve. L’étendue des possibilités offertes par cet équipement novateur apporte des facteurs essentiels à la compréhension du fonctionnement des structures en cas d’incendie : ceci est vital pour garantir la sécurité des personnes pendant l’évacuation ou l’intervention des secours, mais également pour sauvegarder les biens. Prométhée, à ce titre, est amené à jouer un rôle légitime et fondamental dans le cadre de l’Ingénierie de la Sécurité Incendie, et à accompagner son développement tant sur le plan national qu’européen. Le pilotage de l’installation est défini en fonction des déformations du corps d’épreuve et de la rigidité des cellules adjacentes à celle soumise à l’incendie, rigidité définie par simulation numérique avant l’essai. Les efforts portés par les vérins sont donc calculés en temps réel, pendant l’essai, grâce à un calculateur prenant en compte les déformations instantanées du corps d’épreuve et la matrice de rigidité. Depuis sa première mise en service en 2008 et afin d’apporter à ses clients la garantie que les résultats d’essais sont obtenus selon des méthodes validées et des procédures conformes à des référentiels précis, le laboratoire Prométhée s’est engagé dans une démarche d’accréditation Cofrac obtenue en 2010 pour les essais de murs chargés et non chargés. Membre du réseau européen de laboratoires compétents sur le feu EGOLF, Prométhée est le 3e laboratoire agréé en résistance au feu en France. Prométhée constitue un outil unique qui permet un couplage fort entre la modélisation numérique et l’essai, en autorisant la prise en compte de l’impact de la rigidité des parties d’ouvrages froides non soumises à l’incendie sur les parties soumises au feu. Il permet de valider des modèles numériques développés pour évaluer la tenue au feu des structures, notamment la prise en compte du frettage exercé par le confinement global du corps d’épreuve, et l’évaluation des solutions constructives en situation réelle. Cette accréditation, associée au partenariat mis en œuvre avec WarrigtonFire Gent, a permis au CERIB d’obtenir en 2011 l’agrément CECMI (Comité d’études et de classification des matériaux et éléments de construction par rapport au danger d’incendie) auprès du ministère de l’Intérieur. Il est devenu ainsi le 3e laboratoire agréé en résistance au feu en France. Réalisés à échelle 1, les essais portent sur tout corps d’ouvrage : murs, chargés ou non, planchers, assemblages (poutrepoutre sur poteau, panne-panne sur poutre...), voussoirs de Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 10 Implantations P r é s e n tati o n Villeurbanne (69) Date de création : 1960 Secteur : Aéraulique et Thermique Contact : 25, avenue des Arts BP 52042 69603 VILLEURBANNE Tél. : 04 72 44 49 00 [email protected] www.cetiat.fr Le partenaire des industries aérauliques et thermiques Le CETIAT compte aujourd’hui 135 collaborateurs d’un haut niveau de compétences, intervenant de plus en plus fortement sur les thématiques de l’éco-conception, de la performance énergétique et des énergies renouvelables. Créé en 1960, le CETIAT (Centre Technique des Industries Aérauliques et Thermiques), implanté à Villeurbanne – La Doua, est un organisme d’études, d’essais, d’étalonnages et de formation dans les domaines de l’aéraulique, de la thermique et de l’acoustique. Il est présent aussi bien dans les secteurs du bâtiment que de l’industrie. L’ambition du CETIAT est d’être le partenaire unique de l’innovation pour les entreprises, en offrant une expertise reconnue et référente dans ses domaines de compétence. Le CETIAT intervient pour ses 340 ressortissants, pour la plupart constructeurs d’équipements en moyenne et grande série pour le génie climatique : chaudières, brûleurs, radiateurs, climatiseurs, pompes à chaleur, ventilateurs, diffuseurs d’air, bouches de ventilation, filtres, épurateurs, dépoussiéreurs, séchoirs... Il réalise pour ces derniers des études d’intérêt général sur des thématiques répondant aux attentes du secteur et guidées par les industriels eux-mêmes. Pratiques-stratégies relatives aux plates-formes Les plates-formes sont des outils indispensables au CETIAT pour répondre aux besoins de ses clients et ressortissants : • équipements pilotes pour les études expérimentales de faisabilité, de développement et de mise au point de produits et process • moyens de calcul et de simulation numérique pour l’aide à la conception et au dimensionnement de produits • cellules et bancs d’essais pour la caractérisation d’équipements et produits • bancs métrologiques pour l’étalonnage de capteurs • plate-formes pédagogiques pour les activités de formations Le CETIAT accompagne également plusieurs milliers d’entreprises de secteurs très diversifiés (agro-alimentaire, textile, pharmacie...) à travers différents types de prestations : • des études de conception ou développement, • des diagnostics et de l’assistance technique sur sites industriels, • des essais visant à répondre à un besoin de constat (réglementation, certification…), • des étalonnages, • des formations. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 11 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Le CETIAT dispose de plus de 50 plates-formes dans les domaines de l’aéraulique, la thermique, l’acoustique, la sécurité électrique et la maîtrise de l’énergie. Il compte également 6 laboratoires d’étalonnage dont 3 références de la chaine d’étalonnage COFRAC. L’investissement dans les plates-formes constitue pour le CETIAT une des clés de son développement futur. Ceci lui permet de mettre à disposition des industriels des outils adaptés à leurs besoins de développement et d’innovation. La recherche de solutions pour répondre aux enjeux de la maîtrise de l’énergie est un axe fort de développement du CETIAT qui se traduit notamment en 2012 par la mise en place de nouveaux moyens telle sa plate-forme d’essais dédiée aux équipements multi-fonctions et multiénergies (chauffage, climatisation, ventilation). Le banc micro-débit liquide : un moyen d’étalonnage unique en europe Opérationnel depuis début 2012, ce nouveau banc permet au CETIAT, référence nationale de la chaîne métrologique française en débitmétrie liquide avec des moyens limités jusqu’alors à 8 l/h, d’enrichir son expertise avec la mise en service d’un laboratoire de microdébit sur la plage 1 ml/h à 10 l/h complétant sa gamme existante comprise entre 8 l/h et 36 m3/h. Son apport direct est un moyen de mesure de référence à ce jour inexistant en Europe, positionnant le CETIAT comme un référent dans ce secteur de la métrologie. ces dernières années pour le Centre, a été financé par le CETIAT à hauteur de 361 k€ et a obtenu un soutien financier de Bronkhorst, du Cetim, du LNE, et de la Région Rhône-Alpes, également partenaires du projet. Cet équipement a un impact technologique global et aborde un domaine scientifique en devenir : la microfluidique liquide. La miniaturisation des systèmes constitue en effet une tendance forte de la recherche dans les domaines industriels comme la chimie, l’automobile et la mécanique, ainsi que dans les secteurs de la santé et du médical. Partie mesure du banc – © Photo : CETIAT Les applications concernent notamment la synthèse en microréacteurs, le dosage de composants, l’analyse chimique (HPLC). Ces évolutions doivent s’accompagner de la création de nouvelles compétences et de nouveaux moyens en mesure des faibles débits de liquide. Les fabricants d’équipements et de capteurs sont les premiers intéressés. Ce projet, d’un montant d’investissement de 1,2 M€ sur 3 ans, l’un des investissements les plus importants de Cellules de pesée du banc – © Photo : CETIAT Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 12 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Une nouvelle plate-forme pour développer et valider des équipements et systèmes multi-fonctions et multi-énergies refroidissement...) et multi-énergies, conçue pour être modulaire et adaptable aux demandes très diverses des industriels, cette plate-forme est destinée aux essais et études sur des matériels de petite puissance (de l’ordre d’une dizaine de kW). Elle comporte notamment une cellule permettant de créer des climats jusqu’à -25°C. Sa capacité de production est de plusieurs dizaines d’équipements par an. Ce projet d’un montant de 750 k€ et dont le financement a été bouclé en 2010, a reçu une aide significative du Ministère de l’Industrie. Cellule d’essais de la plate-forme – © Photo : CETIAT Pour faire face aux exigences de performances énergétiques du bâtiment et fournir une réponse plus globale aux besoins du marché, les fabricants d’équipements aérauliques et thermiques se sont engagés dans le développement de systèmes multi-fonctions et multiénergies. En réponse à ce besoin, le CETIAT a développé une plateforme d’essais dédiée. Ce nouvel équipement constitue une des clés du développement futur du CETIAT, avec une mise en service prévue à l’été 2012. Boucle de préparation d’eau chaude sanitaire Dédiée aux équipements multi-fonctions (chaudières hybrides, chaudières à micro-cogénération, systèmes multifonctions associant ventilation et PAC pour chauffage / ECS / Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 13 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Erica, une plate-forme dédiée aux énergies radiantes Vue d’ensemble de la plate-forme Erica – © Photo : CETIAT Essais infrarouges – © Photo : CETIAT ERICA : des avantages concrets Créée en 1987, cette plate-forme modulable d’essais et de mesures dédiée aux énergies radiantes (ultraviolets (UV), infrarouges (IR), micro-ondes (MO) et hautes fréquences (HF)) est unique en Europe. Cette plate-forme offre aux industriels de nombreux atouts techniques et opérationnels : • Modularité et souplesse d’adaptation de la plate-forme • Essais sur des installations sur-mesure (reproduction d’une chaîne de production industrielle), de la faisabilité à la préindustrialisation • Combinaison d’essais et de simulations numériques ERICA permet d’assister les industriels dans leurs procédés de fabrication, de l’étude de faisabilité jusqu’à la mise en œuvre opérationnelle. Les applications concernées sont très diversifiées et concernent aussi bien la cuisson en agro-alimentaire que la polymérisation de composites, le séchage textile ou encore la décontamination de déchets. Les énergies radiantes, technologie d’avenir Les énergies radiantes permettent de transférer des forts niveaux d’énergie d’un émetteur vers un matériau. Ce transfert s’effectue à faible distance, sans contact et directement à la matière, par rayonnement. Cette plate-forme offre la possibilité de coupler les énergies radiantes avec d’autres technologies de transfert de puissance et avec différents fluides. Par exemple, le CETIAT peut tester des traitements mixtes infrarouges et air chaud ou micro-ondes et vapeur... Les essais réalisés sur cette plate-forme ont engendré à ce jour près de 200 réalisations industrielles pour des applications très variées comme par exemple : • Le séchage d’encres conductrices en électronique par ultraviolets • Le dorage de plats cuisinés par infrarouges • La pré-vulcanisation de profilés caoutchouc par microondes • La polymérisation d’enductions sur textiles techniques par hautes fréquences Dans le domaine des micro-ondes et hautes fréquences, ERICA dispose de toute la gamme de fréquences ISM en essais d’orientation afin de déterminer avec certitude la meilleure pour les essais pré-industriels. Les installations disponibles permettent de reproduire des process thermiques en conditions industrielles jusqu’à la pleine échelle. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 14 Implantations P r é s e n tati o n Senlis (60) St-Etienne (42) Nantes (44) Châlons-en-Champ. (51) Marseille (13) La Rochelle (17) Bourges (18) Dijon (21) Besançon (25) Date de création : 1965 Secteur : Mécanique Contact : 52, avenue Félix-Louat BP 80067 - 60304 SENLIS Tél. : 03 44 67 36 82 [email protected] www.cetim.fr A la croisée de la recherche et de l’industrie Metz (57) Marcq-en-Baroeul (59) Aubière (63) Pau (64) Mulhouse (68) Villeurbanne (69) St-Etienne du Rouvray (76) Courbevoie (92) matériels. Cette mission représente 70 % du financement collectif. La diffusion de l’information technologique et des résultats de l’action collective se rapportent aux actions régionales, de communication, d’aide au transfert des résultats. Un investissement de 25 % du financement collectif. Le Cetim, institut technologique de mécanique, est le centre d’expertise mécanique français. Outil R&D de plus de 7 000 entreprises mécaniciennes, il compte 700 personnes dont plus de la moitié d’ingénieurs et techniciens, pour 100 M€ de chiffre d’affaires. Il démultiplie son action avec un réseau de partenaires scientifiques et techniques. Si le Cetim assure une forte présence au plus près de ses clients nationaux, ses capacités d’intervention industrielle s’étendent à l’international, notamment dans les régions francophones. Son action de pilote de nombreux projets innovants en fait naturellement le fédérateur des grands projets industriels ou R&D multipartenaires et ce sur 5 axes principaux : conception, simulation, essais procédés de fabrication et matériaux - mécatronique, contrôle et mesure, développement durable, management et appui aux pme. Partenaire de R&D, au côté des grands acteurs spécialisés, le Cetim propose une offre globale et pluridisciplinaire pour transformer et pour mettre oeuvre les connaissances scientifiques en applications au service de l’industrie. Les prestations constituent un complément naturel des actions et projets collectifs. Elles se déclinent en actions de conseil, d’ingénierie, d’essais. Elles peuvent être éligibles au crédit d’impôt recherche. Aujourd’hui, le Cetim s’oriente vers des programmes de recherche technologique et organisationnelle, dans un contexte de plus en plus ouvert au niveau européen et international. Mi 2011, le Cetim a été renouvelé Institut Carnot pour 5 ans, dans un périmètre incluant le LRCCP (Laboratoire de recherche et de contrôle des caoutchouc et des plastiques). Faire des choix technologiques d’avenir Les plateformes sont établies à proximité des principaux sites du Cetim dans la logique des pôles de compétitivité. Issues de partenariats universitaires et industriels, elles se placent dans le prolongement de l’initiative Carnot voulue par les pouvoirs publics et constituent une vraie réponse aux Fraunhofer allemands. Nous en attendons des percées significatives en R&D directement applicatives sur des thèmes majeurs : composites, mécatronique, fabrication rapide, véhicule décarboné. L’anticipation technologique s’organise autour d’une veille stratégique des technologies et des marchés mettant en avant les évolutions prévisibles. L’occasion d’anticiper les ruptures (travail en réseau, entreprise étendue, développement des services…). 5 % du financement collectif sont alloués à cette mission. L’innovation technologique comprend les travaux en partenariat avec les milieux scientifiques, les études à caractère général, les grands projets fédérateurs, l’activité de R&D sectorielle et multisectorielle, la normalisation, le développement du potentiel humain et des moyens Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 15 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Un Institut de mécatronique avec l’UTC Depuis la rentrée 2008/2009, près d’une soixantaine d’ingénieurs UTC sont formés aux spécialités hydraulique et mécatronique avec le soutien de la région Picardie. Une thèse sur la caractérisation et l’identification des sources sonores dans les composants hydrauliques est en cours. En complément, depuis début 2009, une structure mixte de R&D, Valortim porte les programmes de développement. Cinq études sont en cours, dont un projet de codéveloppement d’un capteur de mesure de couple. En 2012, 3 nouveaux projets sont lancés sur la thématique de l’optimisation de la récupération de l’énergie au freinage des équipements mobiles, des capteurs de déplacement à grande étendue de mesure et des systèmes d’aide à la conduite d’engins mobiles. Moveodege : pour les véhicules décarbonés Un centre de ressources mécatronique en Haute-Savoie Initié en 2008 par le pôle Moveo, ce projet vise à développer des moyens d’étude et de validation pour des composants de puissance de systèmes, machines électriques innovantes et leur électronique de puissance, mécatronique de puissance associée pour les véhicules hybrides et électriques. D’un budget global de 33 M€, il rassemble l’Institut français du pétrole, l’Inrets, l’Université de Versailles / Saint-Quentin et le Cetim qui y consacrera un budget d’investissement de 7,5 M€. Le Centre de ressources mécatronique est implanté sur le domaine universitaire de Poytech’Annecy-Chambéry avec qui une convention de partenariat est en cours de renouvellement. Elle intègre une équipe de cinq personnes et dispose d’une plate-forme de simulation et d’outils de prototypage rapide pour accompagner les entreprises dans leurs projets industriels mécaniciens. Des projets lourds et structurants sont en chantier. Cette implantation fait suite à l’adhésion du Cetim au groupement d’intérêt scientifique (GIS) CimeO. Dédié à accompagner l’évolution mécatronique des PME et la réalisation de projets innovants, le GIS regroupe notamment Thésame, Mind, le CTDec, le pôle de compétitivité Arve industries, l’Agence économique de Haute-Savoie, le Cetim et l’université de Haute-Savoie dont le Lapp et Polyteh’Annecy-Chambéry. Deux thèses sont en cours. L’une pour la mise au point d’un système de positionnement actif ultra précis (nano/micro) des modules de guidage des faisceaux de particules du futur collisionneur linéaire du CERN, et l’autre sur la micro-génération d’énergie pour capteur automne communicant. L’année 2011 a été consacrée à la conception des premiers bancs d’essai. qui seront à terme rassemblés dans un bâtiment commun sur le site de Satory près de Versailles. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 16 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Les matériaux composites avec Technocompus_Emc2 d’avenir. Son objectif est de devenir une des références mondiales en matière de technologies avancées de production pour les matériaux composites, métalliques et les structures hybrides. Né de la volonté de la Région Pays de la Loire de développer son tissu industriel d’entreprises, en particulier autour des matériaux composites, le centre Technocampus_EMC2 regroupe sur 18 000 m2, des laboratoires de recherche universitaires et industriels (EADS, Airbus) et un centre d’expertise issu du Cetim. Pour le Cetim, il constitue une base d’innovation et de développement de nouveaux produits pour de nombreuses branches tels que les fabricants d’équipements (machines agricoles, engins de manutention-levage ou de travaux publics, carrosserie industrielle...), les fabricants de composants (pompes, mobilier, outillage...) ou les sous-traitants mécaniciens (usineurs, ensembliers...). La stratégie technologique vise les composites thermoplastiques plus faciles à recycler et se prêtant mieux aux séries que les thermodurcissables. Ces matériaux présentent par ailleurs davantage de similitude de travail avec les métaux. Formage, pultrusion, usinage, assemblage, composites intelligents, composites amortissants, durabilité, contrôles non destructifs : tels sont les thèmes étudiés pour le compte de PME et de grands comptes. Le Cetim a également contribué activement à la mise en place de l’Institut de Recherche Technologique (IRT) Jules Verne retenu par l’État au titre des investissements La pultrusion est l’un des procédés explorés pour la production de pièces de structures en matériaux composites. Un centre des procédés avec l’Enise Le Cetim et l’École nationale d’ingénieurs de Saint-Étienne (Enise) viennent de célébrer 10 ans de partenariat autour du développement de procédés de fabrication innovants : usinage par enlèvement de matière, fabrication de pièces à partir de poudres métalliques ou non (compaction grande vitesse, fabrication additive par fusion laser), réalisation de revêtements épais par des techniques de projection basse température, découpage à grande vitesse. Cette collaboration a donné lieu à la mise en place opérationnelle d’unités de production à dispositif partagé : centre d’usinage en tournage-fraisage, fabrication additive par fusion laser, unité de cintrage-soudage laser de tubes métalliques, ligne complète de découpage adiabatique. Par ailleurs de nombreux projets labellisés par le pôle de compétitivité ViaMeca ont été générés. Depuis début 2012, une convention de laboratoire commun adosse les équipes Cetim aux laboratoires de l’Enise. Plusieurs thématiques sont ciblées : usinage, mise en œuvre des poudres, interfaces dans les assemblages mécaniques. Ceci passe également par le déploiement de thématiques communes au sein du programme Manutech, dont le projet USD (Ultrafast surface design) a été labellisé dans le cadre des investissements d’avenir. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 17 Implantations P r é s e n tati o n Lyon (69) Paris (75) Cholet (49) Date de création : 1960 Secteur : peau brute, cuir, chaussure, maroquinerie, ganterie Contact : 4, rue Hermann Frenkel 69367 LYON Cedex 7 Tél. : 04 72 76 10 00 [email protected] www.ctc-services.org Au service de la filière Cuir En parallèle, CTC exerce une activité commerciale de prestataire de services spécialisé dans le contrôle qualité : audits, inspections, essais physiques et biomécaniques, analyses chimiques, marquage CE des équipements de protection individuelle, formation et conseil. Complémentaire des actions collectives, elle ne bénéficie d’aucune ressource collective et s’appuie sur des filiales et des laboratoires accrédités basés en Asie (Chine, Inde, Vietnam), en Europe (France, Espagne, Portugal), au Maghreb (Tunisie) et en Amérique du Nord (USA). CTC, comité professionnel de développement économique (CPDE) est organisé sous la forme d’un « guichet unique » en charge d’une mission de service public au profit des industriels des secteurs des peaux brutes, de la tannerie, la mégisserie, la chaussure, la maroquinerie et la ganterie. Ces missions collectives font l’objet d’un contrat de performance signé avec les pouvoirs publics et établi en concertation avec les Fédérations professionnelles, et sont au nombre de sept : • Normalisation, • Innovation, • Intelligence économique, • Gestion des Savoir-faire, • Prospective Mode & Design, • Aide à la création d’entreprise, • Promotion Filière (France et International). CTC et ses plates-formes Destinées à ses chercheurs et aux entreprises, stagiaires et jeunes créateurs de la filière cuir, chaussure, maroquinerie et ganterie, les platesformes de CTC proposent un accès sans équivalent aux technologies émergentes et aux savoir-faire métiers sur 4 750 m2. Adaptées aux besoins actuels et futurs des entreprises, opérationnelles et accessibles à tous, elles permettent également de disséminer les connaissances et les savoirs en étant tour-à-tour tournées vers la R&DInnovation, la création et la formation. Pour répondre à ses missions et lancer de nouveaux projets, CTC va étendre ses locaux et disposera de 3000 m² supplémentaires de plates-formes technologiques, bureaux et espace d’accueil de visiteurs. Pour les réaliser, CTC perçoit une taxe fiscale et selon les projets, peut intervenir : • comme « opérateur », en conduisant directement des projets en coopération avec la profession et les entreprises, notamment pour ceux liés à la normalisation et à l’innovation. • comme « financeur » d’opérations collectives présentées par les Fédérations professionnelles et les entreprises, dans le cadre d’une Commission de développement économique, comme lors de missions de promotion de la filière ou d‘accompagnement à l’international. La diffusion des résultats se fait par différents supports d’informations : publications, sites web, newsletters, séminaires, démonstration, formation, etc. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 18 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Des plates-formes technologiques et de création Pour encourager l’innovation et la création dans la filière cuir, CTC met à disposition des industriels de la filière cuir, chaussure, maroquinerie, ganterie des moyens humains et matériels sans équivalents. CTC ouvre son Campus aux entreprises, aux écoles, aux créateurs et aux stagiaires de son Centre de formation. Ces plates-formes uniques au monde proposent des installations ultra-performantes, adaptées à tous les besoins des entreprises, depuis le prototypage rapide de composants, en passant par la conception numérique de chaussure, le tannage expérimental de cuir ou la fabrication d’articles de maroquinerie, la simulation numérique d’essais, ou encore la validation d’analyses chimiques de nouvelles substances à surveiller dans les produits mis sur le marché. Détection automatique des défauts d’un cuir par numérisation Regroupant les savoir-faire traditionnels de toute une filière, proposant un accès à des technologies émergentes issues de son programme d’études, recherche et normalisation ou encore récemment mis sur le marché ; ces plates-formes offrent aux entreprises un outil particulièrement efficace dans une démarche d’innovation. En complément de son programme de R&D, CTC s’attache à proposer des solutions pertinentes techniquement et économiquement. Lorsqu’une étude le nécessite, CTC investit dans du matériel afin de développer son expertise et accueillir les expérimentations des industriels. Ainsi, il est possible de valider les solutions les plus pertinentes et ensuite disséminer les transferts technologiques sous la forme de démonstration, de séminaires d’information ou encore de formations. Depuis sa mise en place fin 2004, le Campus CTC accueille des publics riches par leur diversité et exigeants par leurs besoins : élèves d’école d’ingénieurs, d’universités et d’école de style, mais également chercheurs de CTC, professionnels et jeunes créateurs d’entreprises. Filetage d’une pièce de maroquinerie, à l’aide d’un bras d’assistance ergonomique Analyse des métaux lourds à l’aide d’une spectrométrie de masse couplée à un plasma inductif (ICP-MS) pour la mise au point de méthodes d’essais Rétroconception d’une forme de chaussure à l’aide d’un scanner laser 3D Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 19 Implantations P r é s e n tati o n Auch (32) Avignon (84) Bourg-en-Bresse (01) Dury-les-Amiens (80) Date de création : 1950 Secteur : agroalimentaire Contact : 44, rue d’Alésia 75682 Paris Cedex 14 Tél. : 01 53 91 44 44 Nantes (44) Paris (75) Rodez (12) www.ctcpa.org Le CTCPA est un centre technique industriel En parallèle, pour répondre aux besoins individuels des entreprises, le CTCPA réalise un certain nombre d’activités marchandes. Ces activités intègrent l’essentiel des thématiques d’une entreprise agroalimentaire : procédés alimentaires, microbiologie, sécurité des aliments, emballage, qualité nutritionnelle, développement durable et ingénierie de la formation. Elles prennent des formes très variables selon les attentes des professionnels : projets de recherche, audits en usine, conseils, essais et préséries dans les halles technologiques du CTCPA, expertises analytiques en laboratoire, formations... régi par le Code de la recherche (articles L342-1 à L342-13) À ce titre, il réalise des missions d’intérêt général grâce à la taxe fiscale affectée versée par les fabricants français de produits en conserve et déshydratés. Ces missions se traduisent sous différentes formes. Il s’agit d’anticiper et de participer aux évolutions technologiques intéressant la profession, en menant des programmes de recherche collective choisis par les professionnels, et soutenus par les Pouvoirs publics. Autre mission prioritaire : participer à l’innovation en général et plus particulièrement à son transfert chez les industriels, depuis la PME jusqu’au grand groupe. Trait d’union entre la recherche scientifique et l’industrie agroalimentaire, le CTCPA a aussi pour rôle d’assurer la diffusion des connaissances acquises par les programmes et les partenariats scientifiques. Le CTCPA facilite également le transfert des compétences jusqu’à l’entreprise, par des actions individuelles de valorisation de résultats et d’appui technique. Le CTCPA compte aujourd’hui : • 8 docteurs ingénieurs dont 1 a une habilitation à diriger des recherches (HDR) ; • 26 ingénieurs ; • 3 doctorants ; • 16 techniciens ; répartis sur 7 sites en France. Infrastructures et équipements significatifs Son statut lui donne une mission de représentation et de soutien à la profession – représentée par la Fédération des industries d’aliments conservés (Fiac), syndicat professionnel des conserveurs –, en particulier dans les instances publiques françaises et européennes. La plate-forme technologique d’Avignon est la propriété du CTCPA. Par ailleurs, les pôles régionaux du CTCPA s’appuient sur des plates-formes de technologie (PFT), propriétés de partenaires du CTCPA : Oniris (Nantes), Université Picardie Jules Verne (Amiens), CCI du Gers (Auch), Alimentec (Bourg-en-Bresse). Enfin, pour mener à bien toutes ces missions, le Centre établit des collaborations avec les acteurs de la recherche et du développement agroalimentaire : instituts de recherche, centres techniques agroalimentaires, centres de transfert... Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 20 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Halles de technologie et laboratoires d’expertise Tunnel micro-ondes Les halles de technologie du CTCPA (en propre ou accessibles par convention), implantées en région, disposent de matériels pilotes pour réaliser essais et préséries sur des pilotes conventionnels, de la préparation du produit à son conditionnement : autoclaves à rotation, à ruissellement, sertisseuse, thermoscelleuse, capsuleuse, barquetteuse, atmosphère modifiée,... pements nécessaires au développement analytique et à la caractérisation nutritionnelle des produits alimentaires (chaîne HPLC, équipements pour opérations de préparation des échantillons...) • Le laboratoire Emballage de Bourg-en-Bresse propose deux types d’expertise analytique : A. l’étude des fonctionnalités des emballages par une approche physico-chimique et mécanique (matériel d’analyse de la résistance des emballages, des propriétés barrière, matériel spécifique et unique d’analyse du vieillissement accéléré...) ; B. l’étude de l’alimentarité des emballages par une approche chimique avec l’acquisition récente d’une LC/ MS/MS pour l’analyse fine des migrants de polymères dans des matrices alimentaires. Par ailleurs, plusieurs des halles du Centre possèdent du matériel innovant, permettant de réaliser des essais à l’échelle semi-industrielle : chauffage ohmique, microondes, hautes pressions, lumière pulsée. Les laboratoires d’expertise disposent de matériel performant : • Le laboratoire de microbiologie sur Avignon est constitué aujourd’hui d’un laboratoire de microbiologie pasteurienne et d’un laboratoire de biologie moléculaire. Les équipements significatifs sont notamment une PCR ainsi qu’un cytomètre de flux pour la mise au point de méthodes de détection rapide. Particularité du laboratoire : une collection unique de microorganismes et de spores bactériennes de plus de 800 isolats de microorganismes d’environnement industriel. Ces activités techniques de recherche et développement et d’analyse faisant appel aux outils techniques du CTCPA permettent d’améliorer la compétitivité des entreprises. En reproduisant les conditions industrielles ou en utilisant des matériels analytiques performants pour des prestations d’expertise analytique, les équipes du CTCPA répondent ainsi aux besoins des entreprises agroalimentaires en matière d’amélioration des produits et des procédés, de qualité des produits, ainsi que de protection de l’environnement, et de développement durable. • Le laboratoire de Qualité nutritionnelle des produits alimentaires sur Avignon est muni des principaux équiLe réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 21 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Des équipements technologiques significatifs du CTCPA Pilote hautes pressions Hyperbar Pilote lumière pulsée Pilote ohmique Les équipements de mesure associés : Les équipements conventionnels de technologie (échelle pilote semi-industriel), représentatifs des équipements utilisés en industrie • pilotes pour opérations unitaires de préparation : cuiseurs, mélangeurs, pianos de cuisson • pilotes pour opérations unitaires de conditionnement : bocaux, boîtes métalliques, emballages plastiques (barquettes, bols, poches, doy-pack...), conditionnement aseptique • autoclaves : Lagarde, Auriol, Steriflow, Rotomat • pilotes de traitement thermique continus : échangeurs à surface raclée, échangeurs à plaques, échangeurs tubulaires • ligne complète de fabrication de jus de fruits • capteurs de température • capteurs de pression et de contre-pression • capteur de déformation d’emballage • analyseur de texture TAXT2 Quelques équipements du laboratoire emballages • Laboratoire sous ambiance contrôlée normalisée (23°C - 50% H.R), • Machine de traction, compressomètre, éclatomètre, déchiromètre, rigidimètre, • Appareils de mesure d’étanchéité, • Dispositif pour la réalisation de tests de chute Les équipements innovants (technologie) • 2 pilotes de chauffage ohmique (horizontal et vertical) • pilote statique de micro-ondes • tunnel de microondes • pilote statique de lumière pulsée • 2 pilotes de hautes pressions hydrostatiques Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 22 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Focus sur le laboratoire de microbiologie L’unité de microbiologie est constituée d’un docteur, d’un ingénieur, de trois techniciens de laboratoire et d’un doctorant en thèse CIFRE. Le laboratoire participe à des projets nationaux et européens à travers des collaborations avec des organismes de recherche comme l’Inra, l’IRD, Oniris... En plus du laboratoire de microbiologie, l’unité possède un laboratoire de biologie moléculaire. La partie microbiologie est équipée, entre autres, de trois postes de sécurité microbiologique, d’une hotte à flux horizontal, d’une boîte à gants, d’un lecteur de microplaques (Tecan) et d’un cytomètre de flux (Bactiflow). La partie biologie moléculaire est équipée d’un thermocycleur (Applied Biosystems), de cuves d’électrophorèse, d’un analyseur de gels (Biorad) et fera l’acquisition d’un appareil de PCR quantitative en 2013. crobienne des biocides. Les traitements thermiques utilisés par les industriels peuvent être mis au point et validés par les équipes de technologues du CTCPA. Le laboratoire de microbiologie valide ces traitements thermiques en les aidant à cibler les germes de référence pour le choix d’un traitement thermique adéquat. Le laboratoire accompagne aussi les industriels sur la validation de la durée de vie (DLC) des produits selon la norme (NF V01 003) relative au test de vieillissement des denrées alimentaires périssables réfrigérées. Ce test peut être couplé à un « challenge test produit » afin d’évaluer le potentiel de croissance de microorganismes au cours de sa conservation en conditions normales ou sur produit ouvert. Dans le domaine des conserves, les outils développés et l’expérience acquise sont valorisés auprès de tous les industriels à travers quelques prestations. Les produits appertisés et assimilés (NF V08 401) doivent faire l’objet de tests de stabilité. Dans les cas de non stabilité, le laboratoire de microbiologie peut identifier le(s) microorganisme(s) responsable(s), les causes probables de l’altération puis proposer des actions correctives ciblées. Le laboratoire possède une grande expertise en microbiologie alimentaire et tout particulièrement sur les bactéries sporulées dans le domaine de la conserve ainsi que sur les bactéries d’altération du foie gras pasteurisé. Ces deux domaines correspondent aux produits fabriqués par les industriels adhérents du CTCPA. Pour ces industriels, de nombreux sujets de recherche collectives sont menés sur différentes thématiques : Ces différentes opérations de validation et d’analyses permettent aux industriels d’améliorer continuellement leur process et la stabilité de leurs produits alimentaires élaborés. • physiologie des microorganismes, • écologie microbienne, • impact des procédés sur la résistance des microorganismes et des spores. De plus, le laboratoire de biologie moléculaire développe des outils d’identification rapide et spécifiques et des méthodes de typage des germes d’altération des conserves. Ces travaux ont tous été effectués avec des souches bactériennes sauvages issues d’isolats industriels (plus de 800). En parallèle de cette expertise spécifique en recherche, le laboratoire de microbiologie est spécialisé dans la validation microbiologique des procédés. Des audits de ligne sont effectués au cours desquels des prélèvements sont réalisés dans le but de suivre la contamination au cours du process et d’identifier des zones de contamination, de prolifération ou encore d’accumulation. Les prélèvements peuvent aussi être réalisés lors des opérations de nettoyage et de désinfection dans le but de valider l’efficacité des traitements ou vérifier l’activité antimi- © Photo : Anne Van Der Stegen Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 23 Implantations P r é s e n tati o n Cluses (74) Date de création : 1962 Secteur : Décolletage Contact : 750 avenue de Colomby BP 65 74301 CLUSES CEDEX Tél. : 04 50 98 20 44 [email protected] www.ctdec.com Promouvoir le progrès des techniques, contribuer à l’amélioration de la productivité et à l’innovation dans l’industrie du décolletage Véritable interface entre les laboratoires de recherche et l’industrie mécanicienne, le CTDEC se positionne comme une plate-forme de R&D appliquée aux problématiques industrielles. Le CTDEC développe des projets sur 4 thèmes : • Maîtrise de la coupe • Tolérancement et qualité géométrique des produits • Assemblage • Organisation en entreprise Créé en 1962, le Centre Technique de l’industrie du DEColletage est implanté à Cluses en Haute-Savoie, au cœur de la Vallée de l’Arve et rassemble plus des 2/3 des entreprises de ce secteur industriel. Depuis 2007, le CTDEC et ses partenaires organisent le Symposium Intercut Network, manifestation consacrée à la coupe. Cette manifestation est labellisée par les pôles Viameca et Arve Industries. Cette année, Intercut, qui a eu lieu à Cluses les 5 et 6 octobre 2011, a regroupé plus de 300 visiteurs. Le CTDEC est un pilier essentiel du Pôle de compétitivité « Arve-Industries - Haute-Savoie - MontBlanc », labellisé en 2005 par le gouvernement français. Il est impliqué dans plusieurs projets à forte connotation R&D, dans les domaines de la coupe, du tolérancement, de la propreté des surfaces et de la gestion des connaissances. Chiffre d’affaires : CA réalisé en 2011 : 3 millions d’euros. Focus sur l’offre plate-forme CTDEC Le CTDEC propose de découvrir le laser, une technologie pour gagner en compétitivité • Découvrir les technologies de soudage et marquage laser • Résoudre des impératifs de traçabilité • Diversifier les stratégies d’usinage en remplaçant un usinage complexe et coûteux par un assemblage soudé de pièces plus simples. Une plateforme à la disposition des industriels • Equipement de 2 machines: machine de soudage et une machine de marquage laser • Plateforme destinée à recevoir les industriels : démonstrations, essais de faisabilité, caractérisation des assemblages ou des marquages, formations au soudage et marquage laser. Le CTDEC a plusieurs activités complémentaires : • La formation (production, relation clients...), • La R&D (métrologie, matériaux, méthodes), • Le conseil (systèmes de management, performance industrielle), • Les laboratoires d’expertise en matériaux, métrologie et usinage. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 24 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Une plate-forme laser dédiée au marquage et soudage laser, à la disposition des industriels • Innover : dans les réponses que les décolleteurs apporteront à leurs donneurs d’ordres, • Diffuser : les technologies laser auprès des entreprises d’usinage de précision, soit par le biais des sous-traitants qui proposent ce type de prestations, soit par l’acquisition et l’exploitation de ces moyens en interne. Ainsi, les industriels souhaitant réaliser des études de faisabilité en marquage et/ou en assemblage bénéficient des moyens de la plate-forme Laser. Les moyens « historiques » du CTDEC, les laboratoires métrologie et matériaux, permettent eux d’apporter, aux donneurs d’ordres comme aux utilisateurs de la plate-forme, la preuve « scientifique » de l’apport du laser (analyses des caractéristiques mécaniques obtenues, de l’absence de déformation...). Des formations au soudage laser ainsi qu’au marquage laser (conception et mise en œuvre de ces technologies) sont également proposées afin de permettre aux industriels de se doter d’une compétence supplémentaire et ainsi de continuer à se démarquer face à leurs concurrents. De plus des « opérations pilotes » ont été lancées début 2012 qui permettent aux industriels de bénéficier d’un accompagnement personnalisé autour de leur projet de sous-ensembles par soudage laser : étude de faisabilité, réalisation de prototypes, caractérisation des matériaux jusqu’au transfert du procédé vers la production pourront être réalisés. Durant 18 mois, le CTDEC s’est intéressé à la technologie Laser. Après analyse des besoins des industriels et une étude sur l’intérêt du soudage et du marquage laser pour l’industrie du décolletage, le CTDEC a mis en place une plate-forme dédiée aux applications en marquage et soudage laser et équipée de 2 machines. Cette plateforme est le résultat du projet R&D labellisé par le pôle Arve Industries. Depuis 2011, deux machines laser ont fait leur entrée au CTDEC ; un espace, la Plateforme Laser, leur a même été dédié. Cette plateforme de moyens et de compétences a pour ambition de développer l’usage du laser dans les entreprises de décolletage en marquage comme en assemblage. Pourquoi le laser ? Cette technologie, de par ses capacités, est très complémentaire du décolletage : utilisable pour toutes sortes de matériaux, bien adaptée aux petites dimensions comme aux précisions généralement demandées aux productions issues des ateliers de décolletage. Pourquoi tenter de développer l’emploi du laser dans les entreprises de décolletage ? En matière de marquage, le laser permet d’obtenir des marquages durables sur tous types de supports et ainsi de répondre aux problématiques et aux demandes croissantes des donneurs d’ordres en matière de traçabilité. L’assemblage laser (soudage ou brasage) permettra pour sa part de remplacer des pièces complexes à usiner (et donc très coûteuses), par un assemblage de pièces plus « simples », ou encore de proposer aux donneurs d’ordres, lorsque cela sera possible, des solutions plus économiques en matériaux « nobles » par l’assemblage de matériaux hétérogènes. Quel est l’objectif visé par cette plateforme ? A l’instar de la devise du CTDEC cet objectif tient en trois mots : • Anticiper : les demandes des donneurs d’ordres et l’évolution des technologies, Exemple de marquage laser sur pièce. – © Photo : TRUMPH Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 25 Implantations P r é s e n tati o n Sèvres (92) Charleville Mézières (08) Saint-Didier-au-Mont-d’Or (69) Tours (37) Date de création : 1946 Secteur : fonderie Contact : 44 avenue de la Division Leclerc 92318 Sèvres cedex Tél. : 01 41 14 63 00 [email protected] www.ctif.com Favoriser le développement des pièces moulées dans tous les secteurs industriels Par ses actions collectives comme dans le cadre de ses prestations privées, le CTIF contribue donc au développement des pièces moulées et travaille avec les fonderies ainsi qu’avec tous les secteurs industriels utilisateurs. Créé en 1946, le CTIF est un centre de recherches et développement français spécialisé en fonderie. Le CTIF et les plates-formes Il est placé sous la tutelle de l’Etat et a pour missions principales l’amélioration de la qualité et l’accroissement de la productivité en fonderie. Pour tous ses travaux d’expérimentation, le CTIF s’appuie sur ses plates-formes afin de concevoir des outils et des éprouvettes d’essais qui seront réalisés au plus juste en terme de dimensions et de coûts. Véritables vitrines de son savoir-faire, ces plates-formes sont également pour le CTIF un excellent moyen d’optimiser les ressources nécessaires à la réalisation des projets de R-D. Le CTIF emploie près de 130 personnes dont plus de 80 ingénieurs et techniciens spécialisés en métallurgie et en fonderie. Au cœur de la filière de transformation des matériaux, il réalise d’une part des travaux d’intérêt collectif pour accompagner les entreprises dans leur développement en œuvrant en permanence à relier la recherche appliquée au monde industriel. Son objectif est de favoriser le développement des pièces moulées dans tous les secteurs industriels grâce à des travaux dans les domaines de la veille technologique, de la normalisation et de la règlementation ou par des actions de R&D. Le CTIF propose d’autre part aux entreprises des prestations personnalisées réalisées en toute confidentialité dans le respect des délais et des coûts proposés : • Développement de produits. • Optimisation de procédés. • Expertise technique matériaux. • Expertise environnement et énergie. • Formation. • Veille technologique. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 26 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes La plate-forme fonderie du CTIF Depuis la création de son laboratoire en 1952, le CTIF a toujours disposé d’une fonderie destinée à réaliser des essais expérimentaux. Si les équipements de base sont toujours présents, à savoir des fours destinés à fondre la plupart des métaux et alliages et des moyens de moulage en sable, en moule métallique ou à la cire perdue, la démarche et les étapes pour passer de l’idée à la concrétisation et à sa validation ont très largement évoluées. En effet, les technologies numériques sont présentes du début à la fin du processus. Une fois cette première étape franchie, les particularités de la fonderie sont prises en compte, via des logiciels métier et de simulation du remplissage et de la solidification (QUIKCAST / PROCAST) et de thermo-mécanique (THERCAST / PROCAST). Le point de départ est toujours le besoin de créer, dans le cadre d’un projet de R&D notamment, une éprouvette spécifique, un outillage particulier, voire une pièce complète. A ce stade, les équipes du CTIF utilisent des logiciels de CAO (CATIA, Solidworks) et de calcul de structure (MSC SOFTWARE) pour le dimensionnement en statique linéaire et non linéaire, pour l’analyse vibratoire, ou l’endommagement. La fonderie expérimentale permet de couler une large gamme d’alliages ferreux et non ferreux. – © Photo : S. Meyer - CTIF Dimensionnement d’une pièce par calcul de structure. – © Photo : S. Meyer - CTIF Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 27 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Après cette étape, les opérations de fusion de l’alliage (à l’air ou sous un gaz protecteur) et de son contrôle peuvent se dérouler. Le métal liquide est contrôlé suivant sa spécificité : vérification de la composition chimique par spectrométrie, contrôle de la présence de gaz dissous (hydrogène, azote oxygène) ou d’oxydes. Après l’opération de coulée et de refroidissement des pièces, les opérateurs procèdent à l’élimination des appendices de coulée en utilisant des moyens conventionnels ou le robot de parachèvement du CTIF. Enfin, si l’alliage l’exige, il subira des traitements thermiques (à l’air ou sous atmosphère contrôlée) dans les fours adaptés. On peut alors passer aux contrôles non destructifs sur les échantillons ou pièces obtenus : par radiographie numérique voire par micro tomographie. Au-delà de ces contrôles non destructifs, le CTIF procède à des examens micrographiques pour valider une structure, ainsi qu’à des essais mécaniques, voire à des tests de comportement (fatigue thermique par exemple). Les différentes opérations décrites permettent de produire des pièces (depuis les alliages de magnésium jusqu’à l’acier) ou des échantillons de quelques dizaines de grammes à une centaine de kilos (en métaux ferreux). Une des illustrations de la mise en œuvre de cette plateforme technologique a été la réalisation d’une copie de la tablette d’Idalion (480-470 avant JC) pour la Bibliothèque Nationale de France en partenariat avec l’Ecole Centrale de Paris. Réalisation d’un modèle en cire avec l’imprimante 3D. – © Photo : P. Rocher - CTIF L’étape suivante est la réalisation du modèle ou de l’outillage métallique. Dans ce cas, le CTIF utilise une imprimante 3D pour la réalisation des modèles en cire, ou grâce à son partenariat avec l’école de design « Strate Collège », un équipement permettant d’obtenir des modèles ou éléments de modèle en matière plastique utilisables en moulage sable. Les équipes du CTIF disposent alors de tous les moyens pour réaliser le moulage et la coulée des pièces (en sable, en cire perdue, en coquille gravité, en mode statique ou basculé). Si nécessaire, les moules seront instrumentés et reliés à une centrale de mesures pour suivre l’évolution de la température à différents points du moule et/ou de la pièce soit à un dispositif qui permet de suivre le parcours de l’alliage liquide dans le moule et ainsi corréler simulation et expérimentation. Réplique de la tablette d’Idalion réalisée grâce au procédé de moulage en cire perdue à partir d’une copie en images 3D. (D’après l’original conservé à la Bibliothèque Nationale de France Département des Monnaies, Médailles et Antiques.) © Photo : S. Meyer - CTIF Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 28 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plate-forme d’essais de fatigue thermique multipostes d’essais, permettant ainsi de travailler soit sur un même matériau soit d’effectuer un premier tri entre des matériaux différents. Cette machine n’a pas une rotation régulière mais par pas de 45°. Huit éprouvettes peuvent ainsi être disposées à la périphérie de la roue. Chaque rotation amène une éprouvette à un poste de chauffage par induction puis à un poste de refroidissement par air comprimé. Les six postes restant permettent à l’éprouvette de continuer son refroidissement. Les températures de l’éprouvette sont mesurées en continu lors du chauffage et du refroidissement. La température de chauffage est réglable ainsi que les conditions de refroidissement. Test de fatigue thermique sur la machine mise au point au CTIF – © Photo : CTIF L’ensemble de la machine est entourée par une enceinte grillagée qui facilite le refroidissement des éprouvettes mais aussi les laisse visibles durant les essais. De nombreuses pièces en service subissent des sollicitations thermomécaniques liées à des variations cycliques et relativement rapides de température. Il s’agit par exemple des collecteurs d’échappement, des disques et tambours de freins, des moules de verrerie mais aussi d’éléments de moules en fonderie sous pression. Des essais réalisés sur des fontes GS ferritiques ont permis de confirmer la sensibilité de la plate-forme d’essais (couple éprouvette/machine) puisque les premières fissures sont apparues seulement après une centaine de cycles de chauffage/refroidissement. à raison de deux minutes pour un tour de roue, on arrive à un temps d’essai global de l’ordre de deux heures, tout ceci en suivant l’éprouvette de l’apparition de sa première fissure jusqu’à sa rupture. Par ailleurs, le CTIF, dans le cadre d’une thèse avec l’Ecole des Mines d’Albi, a mis au point un test sur un équipement monoposte destiné à étudier le comportement d’un acier pour moule en fonderie sous pression d’alliages d’aluminium. L’inconvénient d’un tel montage est de ne pouvoir travailler que sur une éprouvette à la fois et surtout de demander des temps de montage et démontage relativement longs, d’où l’idée de développer une machine multipostes. Le CTIF possède ainsi un équipement permettant de comparer les performances de matériaux monoblocs, mais aussi de tester le comportement à l’apparition de fissures de revêtements, de traitements de surface ou l’association de plusieurs matériaux. Des premiers essais concluants Les premiers essais ont mis en évidence, outre l’intérêt de la maîtrise du chauffage et du refroidissement, que les résultats dépendaient de la sensibilité de l’éprouvette testée à l’apparition des premières fissures et à leur évolution. A noter, que pour des cas spécifiques, le CTIF dispose d’un test sur banc unitaire associant, chauffage, refroidissement et machine d’essai de traction à chaud. Pour la machine, c’est le principe de la roue qui a été retenu. Il autorise, sans intervention humaine, le test d’un grand nombre d’éprouvettes sur une même campagne Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 29 Implantations P r é s e n tati o n Paris (75) Limoges (87) Clamart (92) Date de création : 1957 Secteur : Matériaux de construction en terre cuite (tuiles, briques,...), en terre crue et en pierres naturelles Contact : 17, rue Letellier - 75015 PARIS Tél. : 01 44 37 07 10 [email protected] www.ctmnc.fr Interface Recherche/Industrie au service des Matériaux de Construction. Focus plate-formes Le CTMNC a développé depuis son origine des plate-formes techniques collectives dédiées à ses fabricants. Avec le temps elles se sont largement ouvertes à d’autres entreprises. Elles sont utilisées à des objectifs de R & D, ou d’essais sur des produits existants. Le CTMNC est le Centre Technique pour les matériaux naturels de construction. Initialement dédié aux produits en terre cuite (dès 1957), il s’est consacré également aux produits en pierre naturelle (2007) et en terre crue. Il compte trois établissements : Paris (siège), Clamart (Services Techniques) et Limoges (R & D Céramique). Fort d’une équipe de 70 personnes (la moitié d’ingénieurs et/ou docteurs, la moitié de techniciens), il couvre toute la palette de la R & D appliquée : recherche fondamentale, recherche appliquée, études et essais, formation technique. Ses activités couvrent tous les thèmes liés à la fabrication des produits (des carrières à l’usine), aux performances des produits et à leur mise en œuvre. Le CTMNC accompagne plusieurs centaines d’entreprises (pour l’essentiel des PME) dans les domaines : • la veille technologique et l’anticipation des grandes évolutions technologiques d’ici 2050, • l’innovation technologique (partenariats avec les milieux scientifiques, études à caractère général), • la représentation des professions dans les instances normatives françaises et européennes, • la diffusion de l’information technique auprès des fabricants. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 30 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Le Banc d’essai Moby Dick II du CTMNC : une référence en Europe pour les essais d’étanchéité à la pluie battante des couvertures La soufflerie Moby Dick II est aujourd’hui principalement utilisée par les fabricants de solutions photovoltaïques intégrées en couverture (75 % des essais en 2011). Les fabricants de solutions solaires thermiques l’utilisent également depuis début 2012. Ces deux types de fabricants y viennent dans une démarche d’investigation sur le comportement de leur système, dans des conditions météorologiques volontairement sévères pour couvrir l’ensemble du territoire français métropolitain. Une fois l’étanchéité à la pluie avérée aux pentes couvertes par le domaine d’application du système, les rapports d’essais constituent des éléments de justification des dossiers de Pass Innovation, ETN ou Avis Techniques. Moby Dick II est aussi un outil de R&D. L’observation du mécanisme de la fuite et l’analyse des différents endroits d’amorce de goutte d’eau permettent d’améliorer l’étanchéité à la pluie des produits existants et/ou d’en développer de nouveaux. Chiffres clés : • Vitesse du vent : de 0 à 30 m/s • Intensité de la pluie : de 6 à 415 mm/h sur la maquette, réparties en : – Aspersion : (pluie directe) – Ruissellement : (pour simuler une longueur de rampant de 5 m au-dessus de la maquette) • Pente du toit simulée : de 0 à 45° • Différentiel de pression dans le comble : rampe linéaire de +150 Pa à -150 Pa Installation d’essai Moby Dick II Inaugurée en Septembre 2002, et opérationnelle pour des essais commerciaux depuis 2007, la soufflerie Moby Dick II a pris le relais de son homonyme de première génération, mise en service en 1974. L’essai de résistance à l’étanchéité à l’eau a initialement été développé pour les tuiles de terre cuite pour l’obtention des avis techniques. Il consiste à déterminer la différence de pression statique régnant de part et d’autre d’une maquette, soumise à des conditions climatiques fixes, au moment où la première fuite apparaît. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 31 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Le banc de verdissement accéléré : un essai unique de comparaison de l’efficacité des traitements préventifs du verdissement des toitures Chiffres clés : • Nombre d’échantillons étudiés : 20 • Pente de toiture simulée : 45° • Volume de suspension de micro-organismes : 50L • Contrôle de la température (19-21°C) et de l’humidité relative (90-96%) • Eclairage : comparable à la lumière du soleil (1500 lux), photopériode 12h/12h (jour/ obscurité) • Climat simulé : bordeaux (de mai à juillet) • Arrosage : 2 cycles par jour Banc de verdissement accéléré matériaux par des algues, tout en reproduisant le phénomène de ruissellement observé sur les façades et les toitures quand il pleut. Dans cet équipement, les éprouvettes sont arrosées régulièrement par une culture de microorganismes déposée dans le fond du bassin. L’apparition, au fil du temps, de colorations sur les couvertures de bâtiments abandonnés ou mal entretenus traduit la colonisation et la prolifération de micro-organismes. Outre un aspect inesthétique, le développement d’algues ou de mousses peut entraîner, à long terme, des dégradations mécaniques et chimiques du matériau. A intervalles de temps réguliers, le développement biologique est évalué par analyse d’images en quantifiant le pourcentage de recouvrement du produit par les algues. Un essai dure entre trente et soixante jours selon la nature du matériau testé. Afin d’évaluer le développement des micro-organismes à la surface des produits de terre cuite et plus principalement des tuiles, le CTMNC a installé un banc de verdissement accéléré dans ses locaux de Limoges. Ce dispositif expérimental permet d’étudier la colonisation et la vitesse de prolifération des micro-organismes à la surface des tuiles en terre cuite. Ce dispositif expérimental, permettant d’évaluer la colonisation de la surface des tuiles de terre cuite par les microorganismes, peut être utilisé pour de nombreux matériaux et revêtements. De plus, sa mise en place a permis au CTMNC de développer des compétences transverses dans le domaine de la physique et chimie des matériaux et de la chimie des substances naturelles. Le banc de verdissement utilisé est un banc d’essai par ruissellement d’eau. Ce type de banc est utilisé pour simuler un vieillissement accéléré des matériaux extérieurs de construction. Il permet d’accélérer, par rapport aux conditions naturelles, le processus de colonisation des Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 32 Implantations P r é s e n tati o n Date de création : 1957 Secteur : Papiers, Cartons, Ligno-celluloses, Transformation, Impression Contact : Domaine Universitaire - BP 251 - 38044 Grenoble Tél. : 04 76 15 40 15 [email protected] www.webCTP.com Situé sur le Campus Universitaire de Grenoble, le Centre Technique du Papier propose plus de 50 ans d’expertise en R&D appliquée pour l’industrie et en innovation de pointe. Grenoble (38) Douai (59) Epinal (88) • valorisation des Papiers-Cartons récupérés, • eau / énergie, • communication imprimée, • performances industrielles. Ces priorités d’actions scientifiques permettent au CTP de venir en appui à ses industriels pour relever les défis quotidiens et préparer l’avenir. Il compte aujourd’hui 135 salariés, dont une centaine de scientifiques. Sa mission est de promouvoir le développement technologique de l’Inter-secteurs Papiers Cartons et des industries associées Le CTP et les plateformes technologiques Par une politique volontaire d’investissements réguliers à l’échelle pilote, le CTP s’est doté progressivement de nombreuses plateformes technologiques. Récemment, avec l’appui de la Région Rhône-Alpes et des Fonds FEDER, dans le cadre de la plateforme technologique TekLiCell, d’importants moyens ont été mis en œuvre autour des thématiques : « Biomatériaux et Electronique Imprimée ». Notamment, des technologies émergentes comme la chromatogénie et le plasma atmosphérique ont fait l’objet de réalisations de pilotes pré-industriels. Plus récemment encore, avec l’appui de la profession, un outil de production de micro & nano objets cellulosiques a été mis en service. Ceci permet à TekLiCell de devenir aujourd’hui la plateforme opérationnelle de l’Institut Carnot PolyNat. Les actions du CTP passent par : • Une Recherche collective (intégration de technologies innovantes, développement de nouveaux produits, veille technologique, stratégique et réglementaire, normalisation), • Un transfert technologique des résultats de la recherche (conseil et expertise, formation, publications et communications scientifiques), • Des prestations individuelles (analyses, essais, études confidentielles, certifications produits). Indépendant, novateur, à la pointe de la technologie, le CTP prépare le futur des produits et procédés par l’innovation dans les domaines suivant : • chimie des lignocelluloses, • matériaux biosourcés, • applications hygiène-santé, • emballages du futur, • électronique imprimée - papier intelligent, Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 33 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes NaMiCeLL Une plate-forme de production de micro-/nano-fibrilles de cellulose • Une unité pilote de raffinage de fibres cellulosiques d’une capacité de 75 à 100 kg composée d’un pulpeur, de cuviers de stockage, d’un raffineur double disques et d’un raffineur conique, • Un homogénéiseur GEA Niro Soavi – Ariete d’une capacité de 1000 L/h à 1500 bars et d’une puissance de 55 kW, • Un homogénéiseur GEA Niro Soavi – Panther d’une capacité de 50 L/h à 1500 bars et d’une puissance de 5 kW pour la fabrication de petits lots, • Deux cuviers de stockage. La cellulose est la ressource naturelle renouvelable et recyclable la plus abondante sur la Terre avec presque 75 milliards de tonnes produites annuellement. C’est un polymère naturel du glucose et le composé le plus important des végétaux. Le bois, un des matériaux lignocellulosiques, est un composite naturel poreux, hydraté et tridimensionnel constitué d’un réseau interconnecté de fibres/trachéides, de vaisseaux et de cellules principalement composés de cellulose, hémicelluloses et lignine. Les fibres/trachéides ont une paroi cellulaire structurée de différentes couches dont la paroi secondaire, riche en micro-fibrilles de cellulose ayant des largeurs de 100 à 300 Å. Ces microfibrilles sont un matériau intéressant, présentant des propriétés exceptionnelles (module d’Young comparable à l’acier). Cette plateforme permet de produire des lots de MFC/NFC de qualités différentes selon l’origine des pâtes utilisées et le procédé choisi (mécano-enzymatique ou chimique) pour évaluation au laboratoire, sur pilote ou à l’échelle semi-industrielle. Des lots de 50 g à 100 kg de MFC/NFC équivalents secs peuvent être produits à la demande, dépendant de la qualité et du procédé choisis. La production de micro-/nano-fibrilles de cellulose (MFC/ NFC) consiste à libérer mécaniquement, enzymatiquement et/ou chimiquement ces micro-fibrilles de la paroi des fibres de cellulose produites par l’industrie papetière. Selon la taille des particules générées, il sera possible d’obtenir des micro-fibrilles ou des nano-fibrilles, ces dernières correspondant au constituant élémentaire composé de chaînes de cellulose. Dans le cadre de leur partenariat InTechFibres, le CTP et l’institut technologique FCBA ont choisi la technologie « Bottom down » pour la production de MFC/NFC à l’échelle pilote, c’est-à-dire la voie de déconstruction des fibres cellulosiques pour libérer les micro-/nano-fibrilles de cellulose présentes et naturellement produites par les végétaux. La technologie d’homogénéisation à haute pression (1 500 bars) a été choisie pour la phase finale du procédé de fabrication. Pour cela, une plateforme pilote de production de MFC/NFC a été installé mi-2011 dans les locaux du CTP, constituée des éléments suivants : • Une unité pilote de raffinage des fibres cellulosiques d’une capacité de 5 kg composée d’un pulpeur, de cuviers de stockage et de deux raffineurs simple disques en série travaillant à 4-5 % de consistance, Un homogénéiseur de la plateforme NaMiCell. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 34 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plateforme Chromatogénie Une technologie de rupture qui rend les papiers hydrophobes ! Les matériaux cellulosiques, papiers et cartons, sont très performants pour l’emballage. Ils sont légers, aisés à mettre en forme, résistants, thermiquement stables, recyclables, biodégradables ou encore compostables. Ils présentent cependant plusieurs inconvénients comme celui d’avoir des propriétés intrinsèques de barrières aux gaz limitées, et surtout d’avoir une très forte sensibilité à l’eau et à l’humidité. Des travaux de recherche ont permis de développer une technologie de rupture - la Chromatogénie - pour le traitement de surface des matériaux. Cette technologie brevetée, qui permet de protéger les composés sensibles à l’eau, se montre particulièrement efficace sur les matériaux ligno-cellulosiques en général et sur les papierscartons en particulier... Le CTP a choisi de s’allier avec la Société BT3 Technologies, une jeune pousse issue du laboratoire CNRS-CERMAV spécialisée dans les nouveaux procédés de chimie propre appliqués aux matériaux d’origine renouvelable afin de développer ces nouvelles applications. Le CTP a alors investi dans une nouvelle ligne pilote, dans le cadre de sa plateforme TekLiCell, avec le soutien des fonds FEDER de la Région Rhône-Alpes. Ce pilote permet la réalisation d’essais et fait la démonstration de la faisabilité industrielle de ce procédé de traitement de surface. Le pilote de chromatogénie est une machine bobine/ bobine qui permet de réaliser, dans des conditions industrielles (laize 240mm-vitesse 400m/min), un traitement de papiers ou de cartons afin de leur conférer des propriétés hydrophobes. La chromatogénie est une technologie de rupture « Clean-Tech » qui permet de réaliser un greffage chimique, sans solvant, à haute vitesse sur des substrats hydroxylés (papiers, cartons...). Le pilote de chromatogénie permet la production de bobines, la réalisation d’études sur le procédé et le dimensionnement de machines industrielles. Le pilote est environné de matériel d’évaluation des performances des papiers et d’analyses chimiques permettant d’évaluer la qualité des échantillons produits. Des papiers rendus hydrophobes par la chromatogénie ! Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 35 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie PILOTE PLASMA Une technologie de pointe pour des papiers plus fonctionnels ! Le Pilote Plasma atmosphérique du Centre Technique du Papier Le pilote plasma* atmosphérique du CTP est équipé de deux types d’équipement : d’améliorer ses capacités de collage ou d’imprimabilité en augmentant l’énergie de surface du support. • Le système ULD (Ultra Light Discharge - fente pour dépose en rideau) autorise une vitesse de traitement de 1 à 30 m/mn. • Avec ses 15 buses, le système ULS permet de déposer des espèces radicalaires à partir de précurseurs liquides pour un traitement plus localisé, de l’ordre de 100-300 nanomètres d’épaisseur (ex silice pour l’hydrophobie, ou organométalliques pour des traitements particuliers, notamment des propriétés antimicrobiennes). • Le système ULS (Ultra Light Spot - 15 buses indépendantes) permet une vitesse de traitement plus rapide. En conclusion, le plasma présente l’avantage d’être un traitement par voie sèche très flexible tout en offrant de nombreuses fonctionnalités. Les vitesses de traitements sont compatibles avec des vitesses que l’on retrouve dans la transformation. Il peut également offrir une bonne complémentarité au pilote de chromatogénie. Le principe de base repose sur l’excitation de particules sous un champ électrique fort qui permet de dissocier ces particules en espèces instables hautement réactives qui modifieront par la suite la surface du support papier. • Le système ULD (sous atmosphère contrôlée en azote) va permettre de décaper la surface du papier (pour des applications d’électronique imprimée par exemple) ou * Le traitement Plasma permet de rendre le support papier hydrophobe, hydrophile, de déposer des couches minces (quelques nanomètres), de nettoyer le substrat de manière propre sans solvants ou d’améliorer l’adhésion du support avec une colle en retirant les contaminants organiques du papier et en greffant de nouvelles fonctions chimiques. Ce traitement se fait par voie sèche. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 36 Implantations P r é s e n tati o n Paris (75) Charrey-sur-Saône (21) Bordeaux (33) Cestas-Pierroton (33) Grenoble (38) Verneuil-sur-Vienne (87) Date de création : 1952 Secteur : forêt - cellulose - bois construction - ameublement Contact : 10 avenue de Saint-Mandé - 75012 PARIS Tél. : 01 40 19 49 19 [email protected] www.fcba.fr L’institut technologique FCBA FCBA a des activités complémentaires dans les domaines suivants : • la formation professionnelle intra et inter avec plus de 150 stages disponibles dans un catalogue sur des domaines concernant la scierie, l’exploitation forestière, la menuiserie, la préservation du bois, la construction, le développement durable, l’écoconception, la finition... • la consultance, l’appui technique, l’expertise, le conseil • la certification de produits, de personnes, de systèmes • les essais et mesures à travers des laboratoires spécifiques : biotechnologies, mécanique, structure, nouveaux matériaux, biologie, chimie, entomologie, écotoxicologie... (Forêt Cellulose Bois-construction Ameublement) FCBA est né de la fusion du CTB (Centre Technique du Bois et de l’ameublement) et de l’AFOCEL (Association Forêt Cellulose) en juin 2007. Ses activités couvrent l’ensemble des secteurs de la pâte à papier, de la forêt, du bois, de la construction et de l’ameublement. 350 ingénieurs, techniciens, chercheurs, experts sont répartis au niveau national et régional : Paris, Bordeaux, Dijon, Limoges, Cestas, Grenoble, Nantes, Epinal... Des équipes sont également dédiées à l’économie, l’énergie et la prospective, l’environnement, la santé, les nouveaux matériaux... FCBA est présent à travers de nombreux partenariats notamment IntechFibres avec le CTP, Innovawood, Forest Technology Platform, Synerbois avec le CSTB et dans les pôles de compétititivé et organismes de R&D. L’institut aide les professionnels à promouvoir l’innovation au sein de leur entreprise et développe une excellence technologique fondée sur la recherche partenariale, en réponse aux besoins des industriels. Quelques thèmes de recherche en cours : mieux connaître les biomasses pour développer des bioénergies, évaluer les impacts socio-économiques du transport dans la filière bois, optimiser les solutions de réhabilitation par l’extérieur grâce au bois... FCBA et les plates-formes Pour FCBA, développer les produits, les procédés et les services pour les entreprises est un passeport fondamental dans la stratégie des entreprises. Les laboratoires de FCBA mettent à la disposition des industriels et des partenaires nationaux et internationaux, un ensemble d’outils, de moyens et de compétences pour répondre de façon ciblée à tous les besoins en termes d’innovations, d’essais et d’expertises. FCBA répond également aux exigences de la société dans un environnement international à travers un bureau de normalisation et s’implique fortement dans l’évolution des réglementations et des normalisations nationale, européenne et internationale en liaison étroite avec les secteurs professionnels. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 37 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Risque sismique : deux études innovantes Essai sismique sur charpente industrielle à FCBA Depuis octobre 2010, la France dispose d’une nouvelle réglementation parasismique impliquant que le pourcentage de zones sismiques en France métropolitaine passe de 14 % à 60 %. tile et le comportement ductile des équerres qui ancrent les fermettes aux murs porteurs contribuent à obtenir une structure globale autre qu’un treillis assemblé par connecteurs. Dans ce contexte, améliorer la connaissance de ces structures bois sur leur capacité à dissiper de l’énergie pendant un séisme, permettrait de concevoir et dimensionner ces structures avec le niveau de fiabilité requis au moindre coût. Ce travail s’effectue au travers des études SISBAT et SISMOB basées sur une approche multi-échelles (assemblages / sousstructures / maisons). A chaque niveau d’échelle, l’analyse repose sur le couplage entre une approche expérimentale et une approche numérique par éléments finis. Pour la maison individuelle avec toitures en charpentes industrialisées en bois, constructions qui représentent une part importante du bâti existant français, 25 % des communes françaises sont concernées par le règlement parasismique (car pour ce type de bâtiment, l’obligation de justification est limitée aux zones d’aléa modéré à fort). A l’heure actuelle, concernant la vérification d’une structure selon l’EN 1998-1, deux problèmes se posent aux professionnels de la filière bois : l’un concerne les murs à ossature bois avec voile travaillant en OSB (Oriented Strand Board) pour lesquels il n’existe pas de règle de moyens pour obtenir un comportement dissipatif de la structure; or les panneaux de type OSB couvrent environ 80 % du marché français, l’autre concerne les charpentes industrialisées en bois. Premiers résultats : • SISBAT, coordonné par FCBA, en partenariat avec les laboratoires de recherche 3S-R, LaMI, LMT et l’université de Shizuoka, les professionnels que sont les sociétés MiTeK, Simpson, IMERYS et le SCIBO et les centres techniques que sont les CEA, le BRGM, le CSTB et le CTMNC, financé par l’ANR et le Codifab) : 12 essais sismiques uni-axiaux, réalisés au laboratoire de mécanique de FCBA de Bordeaux, sur des toitures de dimensions 6 × 6 m2 conçues de façon usuelle, ont montré que les zones dissipatives sont exclusivement situées dans les assemblages suivants : équerres en Ces structures sont assimilées aux structures treillis assemblées par connecteurs, qui sont des structures considérées faiblement dissipatives par l’EC8. Or, la présence des éléments de contreventement et d’anti flambement fixés par des pointes au comportement duc- Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 38 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie pied de ferme pour le plan de la fermette et pointes fixant les systèmes de stabilisation perpendiculaires au plan des fermettes, et queles toitures supportent un séisme d’aléa fort sans endommagement visible. méthode expérimentale à partir d’essais cycliques, présentée dans l’EN 1998-1 Chapitre 8 pour déterminer la classe de ductilité d’un composant de structure bois, n’est pas adaptée à l’échelle des murs. Un critère en énergie basé sur les essais cycliques a donc été proposé. Afin de calibrer ce critère, des essais dynamiques sur des murs à ossature bois seront réalisés en 2012 au Laboratoire de mécanique de FCBA de Bordeaux. • Un essai sismique à l’échelle du prototype de maison, à réaliser au CEA, permettra d’étudier le transfert de spectre du aux porteurs verticaux. • La modélisation du comportement sismique des toitures en charpentes industrielles en bois de dimensions 8×12 m2 permettra d’élargir les résultats de l’étude. • SISMOB, piloté par FCBA et le CSTB, financé par la DHUP, le Codifab et le Symob, FCBA a montré que la Contact FCBA : [email protected] Une plate-forme de simulation du procédé de fabrication des panneaux de process Pour se rapprocher des attentes industrielles, le pôle Nouveaux Matériaux de FCBA, situé à Grenoble, a conçu une plateforme de simulation des procédés de fabrication de panneaux de process. Elle est constituée des capacités suivantes : Défibrage/encollage en ligne : Le pilote permet la production de fibres à partir de copeaux de bois et l’encollage en ligne des fibres produites dans un raffineur à disques de diamètre 30 cm. Le système est éprouvé pour travailler jusqu’à 6 bars de pression de vapeur. Les conditions de défibrage peuvent être adaptées grâce au rotor à vitesse variable (500 à 3000 tours/min) et de différents types de plaques. Nouveaux procédés pour les panneaux de process tuée de deux plateaux chauffants jusqu’à 220°C de 60 x 60 cm. • une presse de laboratoire de dimension 30 x 30 cm chauffant à 250°C. • caractérisation : en collaboration avec les laboratoires Bois à FCBA, les propriétés des panneaux sont mesurées selon les normes en vigueur : densité, gonflement, cohésion interne, flexion, traction Encollage à sec : D’une capacité de 50 L, équipée de buses atomisant les mélanges collants, le système permet l’encollage de particules de bois ou de fibres après séchage, selon les protocoles définis. Séchage : Une étuve spécifique dédiée est utilisée. Cette plate-forme est capable de produire des panneaux de process (particules, fibre dures ou isolants, MDF et HDF) de différentes épaisseurs et de dimensions suffisantes pour évaluer de nouvelles matières premières, des mélanges de différents substrats lignocellulosiques ou de nouveaux adhésifs conventionnels ou biosourcés. Pressage : • une presse hydraulique de 9,2 tonnes programmable et automatisée permettant la fabrication de panneaux de dimension maximale 50 x 50 cm. La presse est consti- Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 39 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Des contreplaqués de 2 à 5 plis peuvent également être produits pour évaluation de colles ou de plis de natures différentes. des projets de recherche nationaux ou européens a permis de valider les protocoles mis en place. Grâce à ces différents équipements, ses connaissances en matière de bois, de caractérisation et de production de fibres lignocellulosiques, FCBA renoue avec la recherche et le développement dans le domaine des panneaux de process. Cette plateforme permet à FCBA de s’impliquer dans des projets de recherche dédiés au développement de colles biosourcées, à la conception de panneaux stratifiés et de répondre à des demandes spécifiques des industriels de la filière (nouvelles matières premières, mélanges de ressources, adaptation de procédés,...). L’implication dans Contact FCBA : [email protected] Création d’une plate-forme web communautaire FCBA pour un projet innovation création design Cet outil facilite : • la création des passerelles technologiques en s’appuyant sur des transferts technologiques par la mise à disposition et le partage d’une veille sectorielle et intersectorielle (technologique, d’usage, sociétale.. ) sur les projets concernés. • la création de nouvelles applications élaborées en collaboration avec des ingénieurs, des experts, des industriels de l’ameublement et des designers industriels. • la mise en réseau des compétences complémentaires et intersectorielles afin d’aider les industriels de l’ameublement à créer des nouveaux produits compétitifs • le travail collaboratif à distance et la création de communauté de projet facilitant la cohésion de groupes par le partage et la diffusion de l’information Cette plateforme a été mise en œuvre dans le cadre d’un projet Innovation Création Design financé par le DGCIS, « MOB e Tech ». Elle vise à mobiliser l’écosystème des fabricants de sièges et systèmes d’assise dans le but d’imaginer et concevoir des nouveaux «Concept Seat», (architecture technologique de siège). Cette initiative a pour objectif de permettre à l’industrie française de développer de nouvelles offres produits, répondant aux usages et aux problèmes d’ergonomie des consommateurs, tout intégrant par transfert de technologies les systèmes techniques et mécaniques de pointe. L’innovation est une activité complexe qui doit prendre en compte dès son lancement de nombreux paramètres (on sait que 80 % des coûts du produit apparaissent en phase de conception). Elle doit faire appel à divers spécialistes et domaines de compétence (expert technique, ergonome, sociologue,...) et surtout développer une synergie de collaboration dans le processus de conception/innovation. Pour développer et faire vivre un processus innovatif de co-innovation ou de co-R&D et mettre en place un écosystème créatif et technologique, il faut proposer des outils, des méthodes et des modes de management qui permettent la fertilisation croisée des savoirs et des compétences de différentes disciplines. Afin de favoriser la communication au travers des communautés de projet d’innovation multipartenaires, FCBA a créé une plate-forme collaborative de co-innovation en réseau intégrant des méthodes et des outils de partage, de gestion de l’information et de diffusion des résultats via un outil web communautaire. Contact FCBA : [email protected] Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 40 Implantations P r é s e n tati o n Flaviac (07) Troyes (10) Saint-Etienne / Roanne (42) Cholet (49) Date de création : 2000 Secteur : Textile, Habillement Contact : 14 rue des Reculettes - 75013 PARIS Tél. : 01 44 08 19 00 [email protected] www.ifth.org Activateurs de projets pour la filière Textile Habillement Roubaix / Tourcoing (59) Mulhouse (68) Ecully (69) Paris (75) Mazamet (81) IFTH et ses plates-formes technologiques L’Institut Français du Textile et de l’Habillement, spécialisé dans l’accompagnement de la filière Textile Habillement, offre un ensemble de solutions permettant de développer avec les industriels leurs innovations produits, procédés et services dans les différents segments de marchés : L’objectif des plates-formes est de mettre à disposition des entreprises un outil de prototypage semi-industriel consacré au développement des performances produits et matières. Ces platesformes s’inscrivent dans le réseau de compétences et d’outils de l’IFTH autour de six axes forts : Habillement : de la mode à la protection de la personne Transport : de l’automobile à l’aéronautique • Intelligence stratégique : analyse stratégique, Santé : des textiles hospitaliers aux problématiques de santé et sécurité du consommateur suivi de l’évolution des normes et de la réglementation, veille technologique... • Conception /faisabilité : étude de faisabilité, gestions des cahiers des charges, • Ingiéniérie/Développement : Optimisation des procédés, suivi des impacts des procédés sur la sécurité de l’environnement et du consommateur,... • Prototypage & Echantillonnage • I ndustrialisation : transfert de connaissances et adaptation de compétences, conseil en investissements et choix technologiques, formation théorique et pratique sur mesure, … • Sourcing • Marketing digital Bâti : de la décoration au géotextile sans oublier l’isolation thermique et phonique. L’IFTH a développé un réseau de plates-formes technologiques d’aide à l’innovation afin de mettre en œuvre les démarches de développement de produits. • Engineering du nontissé • Engineering des matériaux composites • Engineering de la maille • Engineering de l’ennoblissement • P2F – Plate-forme technologique de filage • Santé et Sécurité du Consommateur • Outil d’aide à la création/conception et Marketing Produit Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 41 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Afin d’accompagner les entreprises dans leur démarche d’innovation, l’IFTH a développé un réseau de plates-formes de services pour les industriels du Textile, de l’Habillement et des Textiles Techniques. Engineering du Nontissé Cette technologie de transformation textile qui permet de réaliser directement des étoffes depuis la matière première à l’état fibreux, s’est ouvert vers de nouveaux marchés tel que l’hygiène (couches culottes, lingettes, masque etc.) ou plus techniques (filtration, produits d’isolation, etc.). • Hydroliage • Rampe de pulvérisation Rampe de séchage Infra Rouge 24 kW Four à tablier • Calandre de thermofusion Enrouleur PUTZ Matériel de finition • Matériel de caractérisation (Microscope électronique à balayage (MEB) et Dynamomètre Biaxial pour la mesure du comportement mécanique et la déformation multidirectionnelle) Une plate-forme est composée de matériels dédiés à la conception, au prototypage et à la finition de nontissés : • Ligne de cardage nappage aiguilletage • Ligne Cardage-Airlaid Engineering des matériaux composites La plate-forme « Engineering des matériaux composites » permet la mise au point de matériaux composites et nanocomposites, très utilisé pour l’allégement des structures, les systèmes de protection et les pièces de renfort. • (plate-forme technologique P2F) • Technologies 3d NAPCO, tricotage 3d, technique de nappage • Technologie plasma • Ligne Resin Transfert Molding (RTM) applicable avec les résines thermodurcissables • Ligne presse SATIM applicable avec les résines thermoplastiques L’expertise de l’IFTH apporte aux entreprises de la filière du conseil dans le choix des fibres de renfort et la réalisation de structures textiles de renfort. Matériel et technologie disponible : • Ligne de préparation des matières Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 42 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Engineering de la maille Une plate-forme qui offre la possibilité de travailler avec les nouvelles technologies de tricotage 3D, sans-couture ou intégral. • Métiers circulaires pour Maille 3D : “Spacer-Fabric”, tricots épais double paroi, relies par des métiers circulaires (cote et interlock jacquard) • Métiers circulaires petit diamètre pour tricots techniques (articles tubulaires) • Matériel de finition : autoclave vertical de thermofixage pour articles en forme, machine à tambour de relaxation et traitement en milieu aqueux, table de vaporisage avec formes adaptables aux modèles • Matériel de caractérisation : dynamomètre multiaxial pour mesure de comportement mécanique et de déformation tridimentionnelle Avec un matériel dédiées à la conception, au tricotage en maille cueillie et à la finition d’articles sans couture, intégraux, et de pièces techniques 3D : • Métiers rectilignes pour tricotage intégral produits unitaires, sans-couture • Métiers rectilignes • Métiers circulaires à taille : “Seamless”, articles de conception tubulaire et a confection réduite (métier cote et métier jersey) Engineering de l’ennoblissement Sur cette plate-forme, les experts de l’IFTH peuvent répondre aux nombreux besoins de : réalisation de collections (robracs, supports de gammes, etc.), formulation, mise au point de coloris, réalisation de pré-séries ou de petites productions, de teinture d’accessoires (agrafes, rubans, etc.) et également tenir compte de tout le volet respect de l’environnement et sécurité du consommateur (Cahier des charges toxicologique, choix des produits chimiques, analyse des cycles de vie). L’innovation, c’est aussi l’accélération des collections, la personnalisation des produits et l’internationalisation des productions. Avec la plate-forme Engineering de l’Ennoblissement, l’IFTH met à la disposition des entreprises des moyens mutualisés de prototypage rapide : • Atelier de teinture et traitements humides • Atelier d’impression numérique • Atelier de fonctionnalisation (Rame de finissage, Foulard d’application, Tête d’enduction) • Laboratoires d’analyses mécaniques et chimiques Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 43 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plate-forme technologique de filage P2F Fin 2007, la nécessité de se différencier par la mise au point de fibres innovantes a conduit 9 entreprises du Système Productif Local (SPL) Drôme/Ardèche à souhaiter l’implantation d’une plate-forme technologique de filage en France. La concrétisation et l’exploitation de cet outil de développement ont été confiées à l’Institut Français du Textile et de l’Habillement (IFTH). Plate-forme labellisée par le Pôle de Compétitivité Techtera. (Résistance à l’abrasion - Tenue thermique - Résistance au feu - Protection contre les radiations,...). En permettant le prototypage de quantités suffisantes de fils pour la validation d’un nouveau produit (lots d’environ 100 kg), la plate-forme P2F aide les industriels à contrôler la faisabilité de leurs produits, à réaliser leurs mises au point ou encore à évaluer leurs performances: • Une ligne de compoundage • Une ligne de filage par voie fondue P2F permet la mise aux points de nouvelles fibres qui serviront à obtenir des fils aux fonctionnalités diverses Santé et sécurité du consommateur Une expertise au service des acteurs de la filière pour : A l’aide de sa plate-forme Santé et Sécurité du Consommateur, l’IFTH, expert français le plus à même de transposer les obligations liées à REACH dans le secteur Textile par sa connaissance unique des process, s’engage à accompagner tous les professionnels de la filière. • Répondre aux obligations réglementaires en vigueur et à venir • Contrôler leurs produits et sécuriser leurs approvisionnements, grâce à son laboratoire d’analyse chimique de pointe • Identifier et éliminer les substances potentiellement à risque Outils d’aide à la création/conception & marketing produits L’IFTH propose des expertises et des outils complémentaires : Face à l’éloignement des sites de production, à l’éclatement des tâches et une accélération des cycles, des besoins d’anticipation, de prévision et de réactivité des entreprises, la plate-forme « outil d’aide à la Création/Conception et Marketing Produit » de l’IFTH permet ainsi d’initier les industriels à de nouvelles technologies et de nouveaux métiers à intégrer dans leur organisation. • Etude morphologique/ Barèmes de Mensuration • Conception assistée par ordinateur à plat (2D) ou en volume (3D) • Simulation de mouvements et animation de personnages, • Prototypage rapide d’articles confectionnés • Atelier pilote de confectionnabilité Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 44 Implantations P r é s e n tati o n Yutz (57) Villepinte (93) Date de création : 1905 Secteur : soudage Contact : 90 rue des Vanesses - 93420 VILLEPINTE Tél. : 01 49 90 36 00 [email protected] www.isgroupe.com Centre technique du soudage en France L’Institut de Soudure a été créé en 1905 pour développer le soudage des métaux et son utilisation par les industriels. Reconnu en tant que seul centre technique du soudage, de l’assemblage et des contrôles associés en France par le ministère de l ‘Économie, des Finances et de l’Industrie, l’Institut de Soudure participe à de grands programmes de recherche avec les pôles de compétitivité Aérospace Valley, Materalia et Pôle européen de la céramique (PEC), des industriels, ainsi que des centres de recherche et des universités. Aujourd’hui, plus de 1 000 collaborateurs poursuivent leurs missions de service aux entreprises. Ils leur apportent, où qu’elles soient dans le monde, des solutions technologiques à forte valeur ajoutée pour répondre à leurs besoins en phase de conception, de fabrication ou de maintenance des équipements soudés. Le savoir-faire et l’expertise de l’Institut de Soudure dans les matériaux, les technologies d’assemblage, les contrôles et la réglementation des équipements sous pression permettent d’assurer la conformité et le meilleur niveau de qualité des constructions neuves, d’augmenter la durée de vie des installations industrielles et d’accroître la productivité et la compétitivité en fabrication soudée. Depuis 2007, l’Institut de Soudure est membre de l’Institut Carnot Énergie et Environnement en Lorraine (ICÉEL). Cette appartenance a été renouvelée pour 4 ans en 2011. Focus sur les plates-formes Les projets de recherche et développement industriel conduits par l’Institut de Soudure s’appuient sur des plates-formes technologiques dotées d’équipements de pointe à Yutz, à Goin et à Saint-Avold Porcelette, en Lorraine. Ces plates-formes répondent aux besoins d’innovation des industriels – grands groupes ou PME-PMI – sous forme de prestations. À ce jour, le groupe Institut de Soudure compte 24 implantations en France – dont 12 centres de formation –, 3 dans les DOM-TOM, 6 à l’étranger et intervient dans plus de 40 pays. L’association Institut de Soudure regroupe différentes activités : recherche et développement industriel (RDI) ; normalisation auprès d’Afnor et de l’UNM en tant qu’expert en soudage et en contrôles destructifs et non destructifs ; veille documentaire ; enseignement (ESSA et EAPS) ; publication de la revue Soudage et techniques connexes... Sa filiale Institut de Soudure Industrie assure les prestations d’inspection, de contrôle, d’expertise et de formation professionnelle, auprès des entreprises. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 45 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes Plate-forme Assemblage Plate-forme Contrôles non destructifs – Maintenance industrielle La plate-forme Contrôles non destructifs – Maintenance industrielle, à Yutz, apporte des solutions innovantes en contrôles non destructifs, telles que la technologie des ondes ultrasonores guidées ou la simulation numérique du contrôle. Elle s’appuie sur les moyens mis en place dans le cadre d’un précédent partenariat avec Iseetech. La partie Maintenance industrielle développe les méthodes de contrôle et de monitorage adaptées à la surveillance des installations en service et au suivi de leur vieillissement : technique de détection précoce des endommagements, contrôle ultrasonore des aciers inoxydables austénitiques, contrôle des géométries complexes, techniques de contrôle global, etc. Station robotique laser / laser-hybride La plate-forme Assemblage, à Yutz, est dédiée à l’étude et à l’industrialisation des procédés de soudage. Elle répond aux besoins des entreprises qui recherchent innovation et gain de compétitivité. Elle contribue également aux grands programmes de recherches. La plate-forme Assemblage regroupe d’importants moyens de soudage dans leurs versions manuelles, automatisées ou robotisées : procédés conventionnels ; procédés innovants de soudage à l’arc (CMT, PCS, TOPTIG, ForceArc, ColdArc, Superpulse...) ; procédés laser (YAG, CO2) et laser hybride ; procédé de soudage par friction-malaxage (FSW). S’y ajoutent des procédés de brasage (four sous vide, induction) et des équipements spécifiques pour déterminer la soudabilité des matériaux (essais de fissuration à froid et à chaud). D’ici à fin 2012, une plate-forme Multimatériaux sera mise en place par Iseetech (Institut supérieur européen de l’entreprise et de ses techniques), dont l’Institut de Soudure sera le chef de programme. Cette plate-forme sera dotée d’un four de brasage/soudage-diffusion et d’une station robotique laser/laser hybride de grande capacité possédant 8 axes, avec une source laser à fibre de 10 kW. Inspection d’une plaque composite par ondes guidées Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 46 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Plate-forme Contrôles non destructifs – composites Plate-forme Mécanique – Corrosion La plate-forme Contrôles non destructifs – Composites met en œuvre de nombreuses techniques de contrôle de pièces en matériaux composites (shearographie, ultrasons mono et multiéléments, déflectométrie, thermographie active, etc.). La plate-forme, située à Porcelette près de Saint-Avold, au sein du Composite Park, a été mise en place par Iseetech, dans le cadre d’un partenariat tripartite avec l’Institut de Soudure et le PPE (Pôle de plasturgie de l’Est). Cette plateforme dispose d’un équipement C-Scan à jet d’eau robotisé de grandes dimensions, qui autorise le contrôle de pièces complexes. Il est constitué de deux robots polyarticulés synchronisés sur un portique cartésien de dimensions l.5 500 x L.3 460 x H. 4 000. Cette plate-forme est certifiée ISO 9001, EN 9100 et PRI Nadcap. Structure ferroviaire Alstom sur banc d’essai La plate-forme Mécanique – Corrosion, à Yutz, a pour domaine d’expertise le suivi du comportement en service des matériaux et des assemblages, que les pièces métalliques ou composites présentent ou non des liaisons métalliques (rivetées, clinchées, boulonnées) ou qu’elles soient collées, soudées ou brasées. Grâce à ses équipements flexibles, il est possible de caractériser aussi bien des éprouvettes de petites dimensions que de valider la tenue en service de structures de 70 tonnes à l’échelle 1, grâce à des équipements de capacité allant jusqu’à 1,6 MN. Afin de tenir compte de l’environnement des pièces, de nombreux essais peuvent être réalisés à température contrôlée entre -150 °C et 1 000 °C ou en milieu liquide avec une régulation du pH, de la salinité, etc. Il est à noter que la plate-forme dispose d’une forte compétence dans les essais de mécanique de la rupture : vitesse de fissuration (da/dN), CTOD, K1C, J1C, etc. Dans le cadre de l’évaluation de la tenue à la corrosion des assemblages, la plate-forme réalise un large spectre d’essais d’immersion-émersion ou électrochimiques, dans un environnement donné, y compris agressif. C-Scan à jet d’eau Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 47 Implantations P r é s e n tati o n Pessac (33) Date de création : 1950 Secteur : corps gras Contact : 11, rue Monge Parc Industriel Bersol 33600 PESSAC Tél. : 05 56 36 00 44 [email protected] www.iterg.com Centre d’expertise spécialisé dans les huiles et matières grasses d’origines végétales et animales Les projets de recherche et d’innovation « de l’idée au marché » sont rendus possibles par la concentration des équipes sur un même site (Pessac/Bordeaux) : laboratoires, mise au point procédés/produits à l’échelle pilote (de 1 à 50-100 kg) et scaling up de l’ordre de la tonne avec l’unité de raffinage et la nouvelle plateforme CEDOP (Centre Européen des OléoProduits). L’ITERG, Centre Technique Industriel depuis 1950, a pour mission de mener toute action de nature à favoriser le développement de l’industrie de production et de transformation des corps gras végétaux et animaux ainsi que des services associés, afin d’améliorer la compétitivité des entreprises et leurs réponses aux attentes économiques, environnementales et sociétales. Les actions collectives de l’ITERG auprès de ses ressortissants producteurs et utilisateurs de corps gras sont conçues en faveur de : • La durabilité et la sécurité des pratiques au regard de la qualité et la sécurité sanitaire des produits, l’évolution de la réglementation liée en particulier au développement durable de la filière agro-industrielle oléagineuse, • L’amélioration de la compétitivité des entreprises du secteur vis-à-vis des produits et des procédés existants, • La création de valeur à travers des projets d’innovation. Ses 77 collaborateurs développent des programmes de R&D adaptés aux besoins des industriels sur tous les produits contenant des matières grasses constitutives ou ajoutées. Focus sur les plates-formes L’ITERG propose, grâce à la plateforme CEDOP, de transformer les huiles ou leurs dérivés en bioproduits et de réaliser des préséries industrielles avec des lots représentatifs à l’échelle de la tonne. Cette plate-forme est positionnée sur des marchés à forte valeur ajoutée et couvre des secteurs très divers incorporant une proportion croissante de produits bio-sourcés respectueux de l’environnement : biosolvants, biotensioactifs, biolubrifiants, biopolylmères, cosmétiques. De nombreuses opportunités de croissance et d’innovation existent avec des contraintes et spécifications techniques propres nécessitant des travaux de R&D dédiés. L’ITERG propose ainsi une approche intégrée depuis le montage de projet jusqu’à la validation du procédé et l’évaluation économique et environnementale du bioproduit. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 48 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes La plate-forme CEDOP (Centre Européen des Oléoproduits) Les oléagineux et les huiles végétales constituent une ressource naturelle renouvelable pour proposer des solutions énergétiques et des dérivés chimiques éco-compatibles, performants et compétitifs. Les biocarburants issus d’esters méthyliques d’huile de colza en sont l’exemple le plus abouti mais on peut aussi citer le développement industriel d’agrolubrifiants et de bio-solvants à partir d’huiles végétales. Grâce à la connaissance de la chimie des acides gras ou des esters, d’autres oléo-produits tels que des plastifiants, résines, polymères, agents tensioactifs, dérivés pour la cosmétique ou la pharmacie, pourraient demain être industrialisés. des technologies respectueuses de l’environnement, les oléo-produits peuvent potentiellement répondre aux attentes socioéconomiques actuelles en matière de développement durable et aux contraintes réglementaires qui en découlent telles que la directive COV et REACH. L’idée est donc de proposer une consolidation des moyens et efforts de R&D en matière de mise au point des oléo-produits, dans une logique de filière, afin de répondre à la demande croissante du marché en produits issus de la «chimie verte». Cette plateforme, unique dans sa conception, parfaitement en phase avec les politiques publiques en matière d’innovation et de développement de la chimie verte, répond non seulement aux besoins des industriels et de leurs marchés mais aussi aux attentes socio-économiques actuelles en matière d’environnement et de développement durable. En phase avec les enjeux de l’axe Chimie Verte de l’Institut Carnot LISA dont il est membre fondateur, l’ITERG propose à travers la plateforme CEDOP, au sein d’une même entité, une expertise, du laboratoire à l’échelle semi-industrielle, à l’ensemble des industriels producteurs, transformateurs, formulateurs et distributeurs. Positionnée sur des marchés à forte valeur ajoutée, la plateforme CEDOP permet d’offrir une gamme de travaux de recherche sans équivalent en Europe dans le domaine de l’oléochimie. Issus de matières premières biodégradables et obtenus avec La plateforme CEDOP en chiffres • un investissement de 8,8 M€. Soutiens financier : Conseil Régional d’Aquitaine et Communauté Urbaine de Bordeaux, FEDER, FNADT, ONIDOL. CEDOP est cofinancé par l’Union européenne. L’Europe s’engage en Aquitaine avec le Fonds européen de développement régional • 200 m2 d’ateliers pilotes (réacteurs 10 L à 100 L), • 300 m2 de hall de production (réacteurs semi-industriels 300L à 1500L) • 300 m2 de laboratoires (150 m² de laboratoires d’analyse + 150 m² de laboratoires de synthèses et formulations) • 200 m² de bureaux, salle de réunions et réceptions • 700 m² de locaux annexes (stockage, vestiaires, locaux techniques...). • un réacteur basse pression 1500 L • un hydrogénateur 300 L • Les équipements pilotes sont constitués de réacteurs de capacité 100, 30, 20, 10 et 2 L La plateforme CEDOP de l’ITERG réunit sur un même site, tous les équipements permettant de raffiner une huile brute pour obtenir une huile raffinée et de transformer celle-ci par des procédés d’oléochimie. Toutes ces transformations peuvent être réalisées sur différentes quantités allant de l’échelle laboratoire (<1kg) en passant par le pilote (de 2 à 100 kg) jusqu’à l’échelle de la tonne. Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 49 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Une approche intégrée de l’idée au marché • Montage et réalisation de programmes de R&D destinés à la mise au point de nouveaux procédés et bioproduits. • Transfert des procédés de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote, scale-up avec validation du procédé et évaluation économique et environnementale. • Production de préséries industrielles pour « test marchés ». • Production à façon de produits finis. • Recherche de financements. Formulations • Biosolvants • Biotensioactifs • Biolubrifiants • Biopolymères • Cosmétiques Huiles raffinées Laboratoires (1-2 Kg) Pilote (10-100 Kg) Semi-industriel (500 - 1 000 Kg) Exemples d’innovation produits BIOSOLVANTS BIOLUBRIFIANTS • encres offset pour emballage alimentaire • peintures à basse teneur en COv • agents de démoulage pour béton • fluxants pour bitumes • vernis à ongle • valorisation de sous-produits : huiles de friture usagées • développement d’une gamme de produits répondant à l’ecolabel européen BIOPOLYMERES BIOTENSIOACTIFS • polyuréthanes biosourcés pour formulations • cosmétiques et pour adhésifs • polyesters biosourcés pour emballage • dérivés d’acides gras et de polysaccharides algaux-texturants cosmétiques • glycolipides COSMETIQUES • crèmes, laits, émulsions, rouges à lèvres, cires dépilatoires Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 50 Implantations P r é s e n tati o n Bellignat Date de création : 1989 Secteur : transformation des plastiques Contact : 2 rue Pierre et Marie Curie – 01100 Bellignat Tél. : 04 74 81 92 60 [email protected] www.poleplasturgie.com Présentation du PEP • Intégration de fonctions dans les outillages (décors, assemblage...) • Instrumentation des procédés : intégration et exploitation de capteurs dans les outillages afin de mieux contrôler le procédé Microsystèmes sur plastique : • Couplage plasturgie / électronique : réalisation d’interconnexions et fonctions sur pièces plastiques injectées (MID) • Couplage micro-électronique / plasturgie : réalisation de fonctions micro-nano sur les surfaces plastiques pour intégration dans les systèmes micro-électroniques Plasturgie numérique : • Conception et analyse des systèmes de régulation thermique des outillages d’injection • Contrôle avancé des procédés de fabrication par injection de polymère • Conduite opérationnelle de la production Le PEP est le centre Technique de la Plasturgie, spécialisé dans l’injection des thermoplastiques. Depuis plus de 20 ans, il apporte son expertise en recherche, développement et innovation à l’ensemble de la filière plasturgie. Il a des activités de R&D, de services aux entreprises (prestations) et de transfert industriel. Ses compétences s’articulent autour de 4 domaines d’expertise : 1. Conception & Simulation 2. Procédés & Outillages 3. Matériaux (TP) 4. Plastronique Chaque jour le PEP accompagne des projets industriels par la mise à disposition de compétences (experts en injection) et de moyens technologiques (centre d’essais, laboratoire d’analyses, bureau d’études...). Il assure également des développements complets de produits plastiques complexes et innovants, de la définition du cahier des charges à l’industrialisation du produit tout en respectant la confidentialité des travaux confiés. Produits et Services aux entreprises : 1. Conception et simulation (rhéologie, mécanique, fluidique, thermique, optimisation de conception, calculs combinés…) 2. Maîtrise des procédés 3. Etude et réalisation d’éléments de moules thermiquement optimisés par fusion laser de poudre métallique (Conformal Cooling) 4. Conception et développement de MID, de MEM’s 5. Expertise de défaillance (produit, process, matériaux) 6. Essais et mises au point (produit, process, outillage) 7. Analyse et caractérisation des polymères 8. Formulation et compoundage 9. Veille technologique Recherche et Innovation autour de 4 thématiques : Eco-Polymères : • Matériaux à impact environnemental limité : matériaux issus de ressources renouvelables et recyclés • Maîtrise des propriétés et procédés, formulation et compoundage, méthodes spécifiques de caractérisation • Connaissances des marchés (fournisseurs de bioplastiques, applications, bases de données, normes) Transfert de technologie Les projets de Recherche et Innovation menés par le PEP sont soit de type collaboratif (financement public partiel et multipartenaires), soit contractuels (B to B). Outillages avancés : • Thermique outillage: optimisation de la chauffe et / ou du refroidissement des outillages (Conformal Cooling, Roctool) Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 51 Dossier thématique Plates-formes Technologiques Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Exemples d e p la tes -formes PLATINNO : PLATeforme d’INNovation Outillage Car « Moule performant = Plasturgie compétitive » collaboratifs d’UGV 5 axes, et de Fusion Laser dédiés au moule • Essais d’outillages grâce au parc de presses étendu dans les petits tonnages (15T, 50T, 150T électriques et 320T hydraulique) comme dans les gros (de 550T à 2200T) et doté d’un système de collecte automatique des données d’essais. D’autres axes de recherche sont d’ores et déjà identifiés comme prioritaires et feront l’objet de montages de projets (les moules pour petites séries, les nouvelles architectures outillages et les nouveaux matériaux…) L’ambition de PLATINNO est d’apporter à l’ensemble de la filière, et donc également aux transformateurs, la valeur ajoutée nécessaire à leur compétitivité PLATINNO c’est un environnement dans lequel les moulistes vont : • puiser des compétences, des technologies disponibles, de la formation, des échanges d’expérience... • C’est la « Maison des Moulistes » • venir utiliser des moyens avancés de conception, d’essais et en avance de phase des moyens avancés de fabrication et d’usinage • développer ou exploiter des innovations en participant à des projets collaboratifs de développement ou de transfert Problématique : L’animation par Plastipolis des ateliers moulistes a permis dès 2005 de mettre en évidence l’absence d’une plateforme d’innovation dédiée au moule en France, alors qu’il en existe de puissantes dans d’autres pays Européens. La nécessité d’innover pour rester compétitifs apparaît clairement à la profession comme le moyen de se différencier. Objectif : Il s’agit donc bien de donner aux moulistes l’accès à des moyens technologiques en avance de phase tout en les associant à des projets collaboratifs de développement et/ou de transfert technologique. La plateforme vise également à promouvoir des associations avec d’autres centres techniques sur des disciplines connexes (mécanique, automatisme…) et établir des liens avec d’autres centres Européens. Elle est ouverte à tous les industriels moulistes et transformateurs nationaux. Les moyens sont destinés à être utilisés de façon collaborative pour permettre une différentiation par l’innovation. Le projet : Pour mener à bien ce projet, le PEP s’associe au CETIM de St Etienne, spécialiste de la mécanique. Ce partenariat fort va permettre au PEP d’acquérir des compétences nouvelles dans la fabrication des outillages par usinage et au CETIM de se rapprocher du bassin de la plasturgie, riche d’entreprises de moulistes. Le projet s’articule autour de 3 activités principales : Equipement Platinno au PEP : presse électrique 50t ENGEL © Photo : Olivier Guerrin Platinno : aller plus loin dans le travail collaboratif Elle proposera aux industriels des prestations d’essais de moules, de conception et de fabrication d’empreintes et de mise au point de process complet et de veille technique. Sept projets de recherche sont déjà actifs au PEP sur la thématique moule .Cette plateforme a aussi pour vocation • Conception et simulation des outillages • Fabrication du moule avec l’investissement de moyens Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 52 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie d’en faire naître de nouveaux et de tisser des liens avec d’autres hauts-lieux du moule en Europe et les centres de recherches français dans des domaines connexes. Au-delà même de la notion de plateforme technologique, Platinno se définit également comme une plateforme de travail et de projets collaboratifs, une mutualisation de moyens à la fois matériel mais aussi de réflexions pour la compétitivité de l’industrie de l’outillage en France. Aux vues de l’avancement sur l’acquisition de matériels innovants et performants et des demandes d’adhésion des entreprises à cet outil collaboratif, on peut d’ores et déjà considérer Platinno comme un succès. Platinno, qui fait quoi ? Porteurs du projet : CETIM et PEP Partenaires moulistes du projet : Compose Tooling Expert – DPH International – Technimold – JP Grosfilley Alain Guelpa Concept – DMM – SICMO – SECO Industrie – SAS Georges Pernoud – SCRM – SVO SOTECPLAST – SCHNEIDER TEC Partenaires équipementiers : Billion, Engel, Kistler, Sise Partenaires académiques : INSA Lyon – ENISE Pôle de compétitivité associés : Plastipolis Viameca Support associatif : AFIM Informations complémentaires : www.platinno.fr Transfert de technologies La plateforme apporte aussi son vent d’innovation pour la Fabrication Rapide. Positionné depuis plusieurs années sur cette thématique et pionnier dans l’acquisition de matériel performant de fabrication additive basée sur la Fusion Laser, le Pôle Européen de Plasturgie apporte sa compétence pour la réalisation d’empreinte de moules par Fusion Laser (technologie du « Conformal Cooling »). Platinno : une plateforme de brassage d’idées Lieu d’échanges, de brassage d’idées entre mécaniciens et plasturgistes, la plateforme Platinno doit tirer partie d’un partenariat fort entre le CETIM, apportant ses compétences en mécanique et le PEP ses connaissances plasturgie. Mais la mission de la plateforme ne s’arrête pas là, elle doit également être un tremplin pour les moulistes afin d’accéder et de participer à des programmes multipartenaires d’innovation ambitieux et sur le long terme. Usinage 5 axes : équipement Röders – © Photo : Röders Les équipements de la plateforme Platinno sont des moyens collaboratifs Presses électriques : 15, 50, 150 et 320t Systèmes d’acquisition de données Rapport automatique d’essai (application AiR développée au PEP) Machines hautes productivité Fusion Laser de poudres métalliques UGV 5 axes continus (machine Röders) Technologie additive pour réalisation de moules : Fusion Laser © Photo : Olivier Guerrin Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 53 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie IMPRESS, plate-forme pour l’injection de pièces plastiques avec des surfaces micro- et nano-structurées La plate-forme est désormais prête à produire des pièces plastiques avec des formes micro- et nanostructurées. Problématique : L’intérêt de l’intégration de micro- et nanotechnologies sur des pièces plastiques injectées a déjà été démontré dans des secteurs particuliers tels que la réalisation de CD, DVD et Blu-Ray, mais aussi plus récemment pour la réalisation d’hologrammes anti-contrefaçon. Pour développer ces produits, des technologies existent mais seulement pour des approches très spécifiques. L’industrie a besoin d’améliorer la technologie de moulage par injection pour diversifier le type de pièces mises sur le marché. Objectif : L’objectif de la plateforme IMPRESS est de simplifier le développement de pièces intégrant des formes micro- et nanométriques en proposant une plateforme technologique intégrale qui est implanté au PEP - Centre Technique de la Plasturgie. Ce projet de plus de 7 millions d’euros est financé partiellement par la Communauté européenne et labellisé par Plastipolis, le pôle de compétitivité plasturgie. Elle comprend : • Une presse à injecter Billion tout électrique bi-matière 200 tonnes avec l’option permettant de faire de l’injection-compression • Un système de nettoyage des empreintes par pulvérisation de CO2 proposé par ACP • Un système de contrôle optique en ligne proposé par Zeiss • Une pompe à vide Fondarex pilotée par la presse avec une réserve de vide de 20L permettant d’avoir le vide dans l’empreinte en quelques millisecondes • Un générateur électrique de 100kW fourni par RocTool pour alimenter des inducteurs situés dans les blocs empreintes (injection de la matière plastique dans un moule à 180°C) La plateforme est équipée de matériels très innovants en s’appuyant sur 3 modules : 1. Réalisation d’outillages à partir de différentes technologies permettant une structuration micro- et nanométrique, que ce soit par enlèvement de matière (top-down approach) ou par ajout de matière (bottom-up approach). 2. Plateforme d’injection incluant des équipements innovants qui améliorent la qualité de la réplication et la reproductibilité. 3. Intelligence du procédé grâce à un suivi évolué de celuici et un système de métrologie en ligne. • Un ensemble GWK comprenant des céramiques chauffantes noyées dans les empreintes, un système de régulation réalisé en strato-conception et un pupitre de commande • Un robot 6 axes mis à disposition par Staübli Retrouver toutes les informations sur le site : www.impress-fp7.eu Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 54 Dossier thématique Plates-formes Technologiques E x em p l e s d e p l at e s-f o rm e s Au service de la recherche, de la formation et de l’industrie Le projet : L’ensemble des technologies proposées sur la plateforme IMPRESS constitue une nouvelle génération de technologies pour la réplication de formes micro- et nanométriques. Les performances industrielles de la plateforme sont en cours de validation avec des démonstrateurs destinés à 3 secteurs industriels distincts : le médical, les biotechnologies et l’énergie photovoltaïque. Les partenaires ACP Nettoyage des empreintes par pulvérisation de CO2 www.acp-micron.com Billion Presses à injecter www.billion.fr CEA Centre de recherches dans le domaine des énergies www.liten.cea.fr Compose tools Outilleur mouliste www.compose-tools.com Cardiff University Université et centre de recherches www.mec.engineering.cf.ac.uk Carl Zeiss équipements optiques et optoélectroniques www.zeiss.de Crospon Limited Applications médicales www.crospon.com CSEM Centre privé de recherche appliquée www.csem.ch/site Fraunhofer IPA Institut pour la résolution de problèmes organisationnels et technologiques www.ipa.fraunhofer.de Kistler Capteurs et systèmes d’acquisition de données www.kistler.com Moldetipo Outilleur mouliste www.moldetipo.pt Plastipolis Cluster pour les PME dans le domaine de la plasturgie www.plastipolis.fr Sillia Assemblage de panneaux photovoltaïques www.sillia.com PEP - Centre technique de la plasturgie www.poleplasturgie.net Vue au MEB de structures en polycarbonate injectées sur la plateforme IMPRESS (environ 300nm de diamètre et 1µm de haut) Vers une optimisation des outillages dédiés micro et nano-structures La plateforme est désormais opérationnelle au PEP pour accueillir les outillages des démonstrateurs industriels. En effet, le démonstrateur n°1 a permis de réaliser différents benchmarks et de définir la méthodologie à appliquer pour la conception de moules pour la réplication de micro- et nanostructures. Cette expérience acquise permet d’optimiser la conception de 4 moules industriels qui seront essayés à partir de juin 2012. Plateforme Impress dans l’atelier du PEP – Equipement presses Billion © Photo : PEP Le réseau de l’excellence technologique www.reseau-cti.com 55 1 er r é s e au f ra nça i s de dével o ppeme nt technologique Courbevoie Villepinte Paris (7) Vitry/Seine St-Aubin Amiens Charleville-Mézières St-Étienne-du-Rouvray épernon Sées Marcq-en-Baroeul Villeneuve-d’Ascq/Tourcoing Yutz Senlis Région Parisienne Le Rheu Orléans Nantes Strasbourg Troyes Dijon Bourges Metz Châlons-en Champagne Besançon Mulhouse Cholet Charrey/Saône La Rochelle Verneuil/Vienne Moulis-en-Médoc Oyonnax Bourg-en-Bresse Limoges Aubière St-Didier Mt-d’Or Région Lyonnaise Cluses Grenoble Bordeaux Flaviac Pessac écully Villeurbanne Lyon St-étienne/Roanne St-étienne Rodez Avignon Auch Pau Mazamet Marseille établissements Antennes Le r és ea u de l’ e x c e lle n c e t e c h n ol o g i q u e 41, boulevard des Capucines • 75002 PARIS Tél : +33 (0)1 42 97 10 88 • Fax : +33 (0)1 42 97 58 54 [email protected] www. reseau -cti. com Conception & Réalisation : Sèvres Clamart Douai Arras