Capturer des nuances de couleurs Composites - UP-tex

JAN/FEV 12
Trimestriel
Surface approx. (cm²) : 1412
N° de page : 27
84 BOULEVARD DE SEBASTOPOL
75003 PARIS - 01 42 74 28 00
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PROCESS& TECHNOLOGIES
Capturer des nuances de couleurs
Pantone LLC propose CapsureTM, un appareil compact portable permettant de mesurer et d'assortir
instantanément les nuances de couleur avec fiabilité.
MATÉRIAUX, FIBRES ET FILS
Composites
Cette 25e édition des Journées technologiques s'est tenue dans les locaux de l'ENSAIT de Roubaix
le 15 septembre dernier, sous l'égide de Up-tex et de Clubtex en partenariat avec l'Institut français
du textile et de l'habillement et de l'ENSAIT.
PROCESS& TECHNOLOGIES
Le Parc des Expositions à la Porte de Versailles a été transformé en un vaste arsenal durant la durée du
Salon Milipol. Ce Salon très professionnel et commercial est consacré à la sécurité intérieure des États
et à la protection civile.
UPTEX
8913811300509/GNK/OTO/3
Eléments de recherche : UPTEX ou UP TEX : pôle de compétitivité de la filière textile en Nord-Pas-de-Calais/Picardie, toutes citations
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SAVOIR-FAIRE MATERIAUX,
ET FILS
25" JOURNÉE TECHNOLOGIQUE CLUBTEX
LES COMPOSITES
Cette 25a édition de JT s'est tenue dans les locaux
de l'École nationale supérieure des arts et industries
textiles de Roubaix le 15 septembre dernier, sous l'égide
de Up-tex et de Clubtex en partenariat avec l'Institut
français du textile et de l'habillement et de l'ENSAIT
JP Bruggeman - Cabinet 3T
P
lus de 90 personnes ont suivi le programme proposé, basé sur les moyens
de « faire plus léger, tout en conserv ant
les performances fonctionnelles identiques des composites », sinon supérieures, dans
un marché stratégique dont le taux de croissance
est de l'ordre de 4 a 5 % l'an, soit un ÇA généré
de 85 M€ prévu en 2013 La France reste en
bonne position sur ce marche poiteur, même si
le transfert technologique peine parfois à prendre
le relai de la Recherche, qui, elle, est particulièrement performante Les composites repondent
aux attentes de nombreux secteurs industriels
qui ont besoins de nouveaux matériaux a haute
performance, multifonctionnels, légers et économiquement compétitifs.
La proximité de l'ITMA a donné l'occasion aux
orateurs de faire le point sur les technologies
existantes et les produits sans toutefois révéler de nouvelles techniques de réalisation que
nous découvrirons certainement à Barcelone Le
rappel des grandes lignes de la conception des
composites par Xav fer Legrand de l'ENSAIT va
dans ce sens. Un composite est une combinaison
savante de structures « micro », tels les fibres et
filaments, « meso » pour la plupart des renforts
et « macro » pour les pièces réalisées
GRANDES LIGNES DE LA CONCEPTION
DES COMPOSITES
Les procédés d'obtention sont soit manuels
(moulage par contact, projection, drapage pour
les prépreg et autres RFT), soit par injection
(BCM, Thermoplastiques, RTM, RIM .), soit
à la continue (Pultrusion, laminage, centnfugation, enroulement ) soit encore par compression (SMC, GMT. ). Les phases « micro »
et « méso » sont constituées de fibres de verre,
d'acier, d'araimdes, de carbone, voire de fibres
naturelles En fonction de la nature et des directions des charges qui seront appliquées, ces renforts auront un caractère anisotrope comme le
carbone ou isotrope comme I acier ou le verre
La quantité de ces phases dans un composite est
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généralement supérieure a 50 % en poids et on
recherchera une disposition, un placement de
ces éléments» selon une géométrie carrée, hexagonale ou aléatoire en fonction de l'utilisation du
composite La Direction ou sens des structures
« micro » prend une grande importance selon
I orientation des contraintes auxquels seront soumis les composites. Par exemple, la Direction Di
est longitudmalement celle des fibres dans un
ni ou un câble La D2 est logiquement un tissu
ou une tresse plate et certains non tissés par
voie humide. La D2+ est déjà un assemblage du
genre multi chaîne interlock, et enfin la 3D est le
nontissé épais par excellence Bien ev idemment,
on passe de la Di à la 2 et/ou 3 selon diverses
méthodes d'assemblage, de pliage, de couture,
voire de cloutage et de nvetage. Une partie des
innovations va consister désormais à parfaire les
connaissances que l'on possède sur les aspects
comportementaux du textile au sein d'un matériau composite.
SCIENCE DE L'HYBRIDATION
Cette hybridation commence par le rapport optimisé entre la densité du produit final et sa résistance Dans la chaîne de valeurs décrite par David
Dumas du Cenaero, les étapes de développement
d'un composite vont tenir compte de ce rapport
La chaîne de valeurs comprend en particulier :
I le design intégré (CAO-CAD ),
I l'outillage,
I l'isotropie des matériaux,
I1 architecture des renforts (du Di au D3J,
I le drapage, le formage, le preformage,
I les process (RTM et autres), les contrôles et
la métrologie,
I les moyens de chauffe (polymérisation, cuisson, fusion. ),
I la finition et les assemblages,
I et .le recyclage'
À cette chaîne de valeurs s'ajoute celle des fournisseurs de tous ordres, chacun devant répondre
à des mots clés, comme Innovations, Flexibilité,
Équipements, Maîtrise des coûts, Proximité et
Respect des délais, Constance de la Qualité et
Respect des Normes
Cet ensemble implique qu'une nouvelle activité
dans le domaine des composites nécessite une
préparation, une formation, une veille technologique, des études de marchés avec évaluation
du ROI (retour sur investissements) et la notion
de partenariat
Un exemple particulier, développe par Cednc
Pupas de Aviacomp et Mathieu Urbanus de Centexbel (Belgique), est celui de l'aéronautique et
plus généralement du transport. On y retrouve les
exigences de ces industries de pointe, à savoirI les définitions comportementales des
thermoplastiques,
I les problèmes liés à la consommation
d'énergie,
I la durabilite ou plus généralement le vieillissement des composites,
soit la « tnnity essence » où ces trois facteurs
n'en font qu'un '
GAIN DE POIDS
Et puisqu'il faut, en plus, se fixer des limites,
la réduction du poids en comparaison avec les
métaux doit être > à 50 % Aviacomp, petite
PME française de 25 personnes s'est attaqué a
la réduction des poids des bouchons des réservoirs d'essence logés dans les ailes des avions
(Fuel Tank Access Cover de l'A350). Une niche
qui comprend entre 30 et 60 bouchons par aile
sur les gros porteurs, avec comme clients Airbus
et Bombardier entre autres. Le gain de poids est
déjà très appréciable Ces bouchons sont réalisés en thermoplastiques PEI (poly éthere imide),
soit en PPS( poly phényle Sulfide) ou encore en
PEEK (polyester éthere kétone)
C'est aussi le cas de Soficar, société française
détenue à 70 % par Toray, l'un des leaders mondiaux japonais de la chimie, qui pèse près de
19 milliards de $ avec 38 ooo employés à travers
le monde Éric Le Tallec de Soficar a présente
cette société française de 318 personnes avec un
ÇA de 130 millions, qui possède cinq lignes de
fabrications de fibres de carbone à partir de précurseurs conventionnels en PAN, qui produisent
5 400 tonnes de carbone par an, sur un marché,
certes en expansion, mais qui souffre des coûts
des matières premières. L'obtention de carbone
à partir du végétal est à l'étude ' Soficar produit
des composites laminés et des tubes pour l'automobile principalement en CFRP, avec comme
objectif de passer d'un marché de niches à une
production de masse L'une des raisons majeures est la volonté de l'industrie automobile de
diminuer les émissions de CO, par la perte de
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poids des voitures. Aujourd'hui, une carrosserie est composée de 17 % de CFRP, mais pour-
on bute toujours sur le transfert de technologie
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soit 1500 à 2 ooo tonnes par an. La valorisation
alors que la Recherche est excellente. Par exemple,
de ces « déchets » est soit énergétique, soit sous
forme de « matière première ». Les technologies
l'utilisation des RTM (Resin Transfert Molding).
la pultrusion n'est pas encore arrivée à un niveau
d'industrialisation suffisant, et la normalisation
Même si les constructeurs allemands semblent
en général n'est pas suffisamment respectée. Le
I élimination par enfouissement,
être les plus mauvais élèves en la matière, BMW,
laboratoire s'intéresse particulièrement à la détec-
I valorisation par incinération (production essen-
Mercedes, Vblswagen sont très impliqués dans le
tion des défauts apparaissant dans les passerel-
tiellement d'énergie thermique),
développement du CFRP (CFK Valley et CCeV par
les, les ponts, les digues, les ancrages de poutres
I valorisation mixte - énergie et récupération de
exemple). BMW a pour objectif à court terme la
dans le bâtiment, l'éolien, le offshore. Il est très
matières (typiquement le cas des cimenteries qui
production de 30 ooo voitures par an dès 2013
impliqué dans les réseaux de Bragg en fibres de
utilisent la pyrolyse contrôlée),
(la méga city électrique).
verre pour les télécommunications.
I valorisation des matières dites premières, par
PROTECTION BALISTIQUE
ÉOLIENNE FLOTTANTE
de poudre de résine,
Dans un tout autre domaine, François Barthé-
L'ENSAM s'intéresse également à l'offshore dans le
I la solvolyse et le projet Aerdeco qui consiste
lémy de la DCA a abordé les problèmes liés à la
cadre du programme Nénuphar comme le rappel
à traiter thermochimiquement en milieu sol-
balistique. La protection du personnel contre les
munitions de petits ou gros calibres et celle des
le Pr Marc Legrand, en partenariat avecTechnip
vant certains composites issus en particulier
de l'aéronautique.
moyens de transport contre les mines et autres
flottante mise en réseaux pour éviter des masses
rait facilement atteindre 30 % en particulier par
employées sont les suivantes :
broyage et récupération de fibres très courtes et
et LMC. Il s'agit d'un nouveau concept d'éolienne
immergées trop importantes. Le projet appelé
CONCLUSION
nent quatre niveaux. On s'aperçoit que l'idée que
Vcrtiwind fait appel à des pâles à effet gyroscopique implantées sur des axes rotors verticaux,
de 50 % par rapport aux métaux, avec des carac-
l'on peut se faire d'un gilet pare-balles ne corres-
d'où la non nécessité d'orientation par rapport
téristiques comportementales identiques sinon
pond pas forcément à celle de l'Otan. Le Dr Bar-
améliorées. On peut avancer sans crainte que la
thélémy parle de résistance à la pénétration qui
aux vents dominants. La conception des pâles en
composite est un procédé innovant qui utilise des
devra éviter l'effet de choc à l'endroit de l'impact,
alors que la littérature parle souvent d'absorption
prepreg et des renforts internes aux pâles multi
axiaux en verre. La cuisson est « endogène » grâce
et de dispersion de l'énergie. Le but reste le même
à des moules 45 fois plus performant sur le plan
tent à explorer afin de parvenir à terme à des
à savoir la protection, assurée par des composites qui cette fois sont un ensemble de matériaux
énergétique que les fours conventionnels.
productions de masse. Les procédés d'obtention
différents selon que l'on parle de « front face »
RÉSISTANCES À HAUTE TEMPÉRATURE
en plaque de céramique ou de « back face » en
Ralph Davidovits de Pyromeral a mis en lumière
sont une piste à suivre dès à présent. L'utilisa-
composites textiles tissés multi couches ou non
la nécessité de trouver sur le marche des com-
tion de filaments GMT, combinaison de verre et
tissés. Des nouveaux produits font leur appari-
posites résistants aux hautes températures pour
diverses applications comme la filtration des gaz
de polypropylène permet aujourd'hui le moulage
par compression. Les résines PEEK, PPS, PEI
IED (engin explosif improvisé) ont été évoquées
selon les normes Stanag de l'Otan qui compren-
tion comme la fibre NCT de diamètre 30 uni. Sa
résistance énergétique est de 570 joules/gramme
Le challenge des composites reste le gain de poids
quasi-totalité des secteurs industriels a essayé
ou utilise les composites. Des domaines d'amélioration, de recherche et de développement res-
de pièces « compliquées, en forme, et ayant des
caractéristiques de rigidité indispensables »
chauds (> à 500 °C), la fonderie (T° > à 800 °C),
certes encore chères, présentent des tenues aux
alors que la soie d'araignée est de 120 joules/gr
l'aérospatial (TD > à 1200 °C). Les polyimides et
hautes températures acceptables.
et celle des aramides, de 35 joules/gr ! On citera
également un gel, le « Shear Tchichning Fluid
les PEEK résistent à 300 ° C. Au-delà de 300 °
C, on utilise le titane, l'acier mais aussi l'inconcl,
alliage complexe de Ni, Cr, Fe, Mn, Si. Pyromeral
a mis au point le Pyrosic*, une matrice vitro-
Mais le challenge principal ne serait-il pas celui
(STF) encore appelé le « liquid armor », produit anti traumas. Le STF est en fait un textile
imprégné de ce gel spécial à base de nano particules. Le Dr Barthélémy ne s'est pas prononcé
sur les matériaux auxétiques, bien que les USA
s'y intéressent fortement.
TRANSFERT DE TECHNOLOGIES
céramique en polymère inorganique avancé, renforcée de nano fibres de carbone ou de carbure
de silicium. Ce produit de faible densité (1,85)
résiste à des températures de 1000 °C et est utilisé pour les tuyères d'échappement en Formule i,
par exemple chez Toyota.
L'IFSTTAR est un Établissement Public crée en
de la connaissance comportementale des composites au vieillissement ? Comment prédire, simuler ce vieillissement inéluctable des composites à
l'image du monde qui nous entoure ? Mrs et Mds
les chercheurs ont « du pain sur la planche », car
personne aujourd'hui n'est capable de garantir
la durée de vie d'un composite dans son application journalière. Il ne faut en effet pas confondre
« durée de vie technique » et dégradabilité que
l'on souhaite voire la plus rapide possible pour
2011 en lieu et place du laboratoire des Ponts et
RECYCLAGE
les sachets et autres déchets plastiques en PP ou
Chaussées, comme le rappelle le Pr Drissi. Ce
Selon la Directive Européenne 20O8/98/EC, le
PET qui nous entourent.
laboratoire s'intéresse aux problèmes d'infrastruc-
recyclage devient une préoccupation quotidienne
tures des agglomérations, des risques naturels et
comme le précise Yves Gardet de Compositec. Les
de la protection des biens et des personnes dans
« gisements » de production de déchets sont par
le cadre de programmes de R&D, détenteur de
exemple de 1100 ooo véhicules par an, dont près
75 brevets issus de leur 25 unités de recherche.
de 80 % sont recyclés et valorisés à hauteur de
Les composites suscitent beaucoup d'intérêts aussi
80 % également. Un autre gisement est l'aéronau-
bien pour le bâtiment que pour le transport. Mais
tique et ses 7 200 avions à démanteler d'ici 20 ans,
UPTEX
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INFORMATIONS:
I 6 décembre:
Journée Internationale sur les
Bio-Composites à Saint-Quentin
I Futurotextil en2013:
Appel à proposition de produits
innovants à transmettre à Clubtex.
Eléments de recherche : UPTEX ou UP TEX : pôle de compétitivité de la filière textile en Nord-Pas-de-Calais/Picardie, toutes citations