PFMI Smart Plastic Products - Projet VF diffusion

Dossier de réponse à l’Appel à Manifestation d’Intérêt
Plates-formes mutualisées d’innovation
Smart Plastic Products
« Produits intelligents à base de polymères »
Identification du contact pour ce projet
NOM & Prénom : M. VUILLERMOZ Patrick
Fonction : Directeur
Structure / organisation / raison sociale : Pôle de compétitivité Plastipolis
Secteur d’activité : Plasturgie
Coordonnées postales et électroniques : [email protected] / Tél. 04 74 12 19 23
Identification des partenaires du projet
Partenaire chef de file : Plastipolis (en attente d’une association de préfiguration en cours de montage et
constituée des entités suivantes : Plastipolis, Pôle Européen de Plasturgie, CEA-Liten, INSA, Université Lyon 1,
Compositec, Alimentec, Techtera)
Nombre de partenaires : 73
Grandes entreprises / ETI : Valeo, Plastic Omium, Schneider, Alcan (Albéa), Salomon, Seb-Calor, Arkema,
DuPont, Hutchinson, Bayer, Merck, Polyone, Mérieux, Herta-Nestlé, Toray, Rexam, Mecaplast, FIAT, Roquette
PME : A. Raymond, Radiall, Nief Plastic, Courbis, Grosfillex, Faiveley Plast, Poralu Marine, SCC, AKEO, GPack, Barbier, Rovipharm, Plastibell, Mapea, Somfy, Merylithe, Addiplast, Porcher, Chomarat, Texinnov,
Roctool, Compose, Billon, Sise, MGI Coutier, Isorg, Corima, PRP, Tecmaplast, GPI, MIP Plasturgie, Setup
Académiques : INSA Lyon, Université Lyon 1, CEA – Liten, FEMTO Besançon, Université de Franche-Comté,
CNAM / CRITT Polymères, Université de Savoie, Université de Bordeaux, Université de Nancy
Pôles de compétitivité / Clusters : Techtera, Axelera, Minealogic, SCS
Autres : Fédération de la Plasturgie, Allizé Plasturgie, Pôle Européen de Plasturgie (PEP), Compositec, Plastic
Ecodesign Center, CTCPA, Alimentec, CCI Jura, CCI Ain
Document confidentiel
Sommaire
1. Contexte - La nécessité de la plasturgie française d’évoluer dès maintenant vers des produits à base
de polymères intégrant des fonctions à forte valeur ajoutée pour répondre aux enjeux d’avenir............. 1
2.
Un positionnement porteur et cohérent ............................................................................................. 3
2.1. « Les produits intelligents à base de polymères », un positionnement original à forte valeur
ajoutée pour la filière française de la plasturgie ...................................................................................... 3
3.
2.2.
Des marchés potentiel diversifiés et porteurs pour les industriels de la plasturgie .................... 4
2.3.
Une plate-forme s’appuyant sur les outils et projets structurants existants............................... 4
2.4.
Un projet s’inscrivant dans un réseau de plates-formes européennes ....................................... 5
2.5.
Le positionnement original de la plate-forme « Smart Plastic Products » ................................... 5
2.6.
Acteurs mobilisés ......................................................................................................................... 6
Une plate-forme souple et modulable, dotée d’équipements inédits ................................................ 6
3.1.
L’implantation géographique de la plateforme ........................................................................... 6
3.2.
Des équipements / outils complémentaires dédiés à l’intégration de fonctions intelligentes ... 6
Document confidentiel
1. Contexte - La nécessité de la plasturgie française d’évoluer dès maintenant vers des
produits à base de polymères intégrant des fonctions à forte valeur ajoutée pour
répondre aux enjeux d’avenir
La plasturgie française, un secteur clé de l’industrie française
Avec un chiffre d’affaires de 31 Mds d’euros et une croissance de plus de 20% au cours des cinq dernières années,
ème
ème
la France se situe en 4
position mondiale et en 2
position européenne avec environ 20% du chiffre d’affaires
1
de la plasturgie européenne . Par ailleurs, avec un poids de 7% de l’emploi industriel hors énergie (soit environ
150 000 emplois), la plasturgie est un acteur important du développement économique et de l’emploi en France.
Présentes partout sur le territoire, les industries de la transformation des matières plastiques sont prédominantes
dans la région Rhône-Alpes qui constitue le premier bassin d’emploi de la plasturgie française avec plus de 20%
des effectifs nationaux et le premier pôle français d'enseignement initial dédié à la Plasturgie.
Par ailleurs, la plasturgie contribue fortement à la compétitivité de l’économie française du fait notamment de la
place clé qu’elle occupe dans plusieurs activités en aval, et notamment le transport, les biens de consommation ou
le bâtiment. L’industrie de la plasturgie place également la France aux premiers rangs mondiaux des pays
exportateurs de produits de la plasturgie.
Une activité qui sera confrontée à une rapide mutation de son métier…
Prises entre un « amont » représenté par des fournisseurs de matières qui sont de grandes entreprises de chimie
souvent en situation de quasi monopole, qui imposent leurs prix et leurs conditions, et un « aval » représenté par
les donneurs d’ordre qui ont des exigences fortes en termes de prix mais également de nouvelles attentes en
termes de produits évolués aux fonctionnalités complexes, les industries de la plasturgie doivent aujourd’hui
s’adapter individuellement et collectivement à ces nouvelles règles du jeu afin de développer de la valeur ajoutée et
ainsi renforcer leur compétitivité.
Les évolutions des marchés vers des produits intégrant davantage de fonctions doivent donc être
anticipées par les acteurs de la filière plasturgie afin de s’assurer une croissance profitable dans les
prochaines années. C’est aujourd’hui une problématique que rencontre une majorité d’entreprises françaises, afin
notamment de rester compétitif et faire face à la concurrence grandissante des pays low-cost. En effet, beaucoup
de produits conçus sur la base des technologies standards deviennent des structures dites de « commodity » sur
lesquels les acteurs français et européens ne peuvent répondre à armes égales face à leurs concurrents
asiatiques.
… anticipée par l’Allemagne qui est en train de se positionner sur ces sujets…
2
Parmi les constats d’une récente étude figure la mise en évidence – comparativement au leader allemand – d’une
forte atomicité et d’une innovation limitée au sein de la filière française de la plasturgie. Par ailleurs, le niveau de
profitabilité est plus faible avec un niveau de 54k€/salarié en France, là où l’Allemagne se classe à 69k€ par
salarié. L’Allemagne bénéficie en outre d’une forte logique partenariale entre les plasturgistes et les donneurs
d’ordre. Notons que l’Allemagne se positionne sur la thématique des produits intelligents via différents centres
d’excellence dont notamment le HSG-IMAT basé à Stuttgart.
… mais sur lesquels la France – via notamment la région Rhône-Alpes - peut encore prétendre à une
position de co-leadership au niveau européen si elle fédère ses forces régionales autour d’un outil
structurant
Depuis sa création, le pôle Plastipolis a su positionner les entreprises françaises dans des projets et des
partenariats de recherche européens et internationaux sur des technologies clés pour l’avenir du secteur,
en particulier les nouveaux matériaux (biosourcés), les procédés avancés (micro-fabrication), les nanotechnologies
et l’électronique à base de polymères.
Pour l’industrie française, l’enjeu est aujourd’hui de transformer ces résultats R&D en produits, et ainsi
prendre place avec l’Allemagne dans le duo des nations les plus innovantes en matière de produits
intelligents à base de polymères. L’Allemagne a certes déjà anticipé ce virage technologique mais l’avance prise
reste à la mesure de l’industrie plastique française. Elle devra non seulement rattraper son retard mais surtout se
différencier en apportant des solutions innovantes afin de rester compétitive dans ce domaine.
Ainsi, la mise en place d’un outil structurant d’innovation collaborative apparaît clé afin de couvrir le
chaînon manquant de la « pré-industrialisation » qui est essentiel à la filière ; et devenir un acteur majeur
sur le plan international.
1
2
Fédération de la plasturgie, 2008.
« Les pratiques d’affaires dans la plasturgie – Benchmarking France – Allemagne – Italie », Accenture, 2010.
-1-
Fig.1. La « pré-industrialisation », un maillon clé et aujourd’hui absent dans la chaîne de valeur en France
Absence de moyens mu tualisés perm ettant
l’industrialisation des résultats R&D dans
le domaine des produits intelligents
• Systèmes de design / CAO / Simulation
• Caractérisation des matériaux
• Moyens de prototypage
• Moyens de test des procédés
• …
R&D
Pré-industrialisation
La réponse aux
marchés d’avenir
Bâtiment à
haute
efficacité
énergétique
Production ind. et
commercialisation
Un ef f ort R&D amont conséquent :
• 70 projets ,160M€ de budget
(Plastipolis)…
• … sur des thèmes clés des produits
intelligents : nano-texturation,
plastique électronique, éco-design,
plastiques bio-sourcés, etc.
• Plusieurs plates-formes existantes sur
les technologies de matériaux et
process (Pictic, Platinno, Axel’One,
Mistral)
• Un tissu industriel local dynamique
(environ 1000 entreprises sur toutes la
chaîne de valeur) qui souhaite et
nécessite d’évoluer vers des produits à
f orte VA
• Un écosystèm e régional leader en
Europe, fournissant aux industriels les
ressources
et
compétences
clés
complémentaires à cette activité
Les produits
intelligents, des
produits à forte
valeur ajoutée
Une évolution de fond et des
nombreux marchés en aval
demandeurs d’innovation :
• Produits intelligents pour le
transport durable
• Pièces à haute performance
énergétique pour le bâtiment
• Composants de biens de
consommation à haute valeur
ajoutée
• Emballages actifs pour le
secteur de l’alimentation et de la
santé
• Produits intelligents pour les
énergies nouvelles
(photovoltaïque) et les écotechnologies (gestion de l’eau)
Alimentation
sécurisée et
durable
Biens de consommation à
haute valeur ajoutée
Transport à faible impact
environnemental
Le tissu industriel français ainsi que ses réseaux académiques et d’innovation associés présentent, de part
leurs richesses, l’ensemble des compétences nécessaires à la mise en place d’une filière « Smart Plastic
Products » française innovante, performante et pérenne. La région Rhône-Alpes bénéficie d’un écosystème
privilégié, propice à l’innovation et de la présence de l’unique pôle de compétitivité français en plasturgie,
Plastipolis (cf fig.2. ci-dessous).
Notons que l’aspect collaboration – à la fois au sein de la filière et avec les clients / donneurs d’ordre - est
particulièrement important au sein d’un secteur dont l’atomisation et le morcellement rend moins fluide et moins
cohérente une gestion intégrée et équilibrée de la chaîne « de la matière au produit ». La plate-forme mutualisée
d’innovation permettra de renforcer cet écosystème en catalysant les différentes forces. Elle vise à constituer
ainsi un outil structurant pour la filière plasturgie en favorisant une logique partenariale entre les différents
acteurs de la chaîne de la valeur.
Fig.2. Panorama des ressources clés du territoire
INSA Lyon
Université Lyon 1
Pôle de compétitivité Techtera
Oyonnax
1 er pôle de plasturgie en Europe (550
établissements, 12 000 salariés, CA >
2Mds€)
Pôle de compétitivité Plastipolis
Pôle de compétitivité Axelera
Pôle Européen de Plasturgie (PEP)
Centre de Formation de la Plasturgie (CFP)
INSA Lyon (Génie Mécanique Procédés
Plasturgie)
Centre Inter Régional de Formation
Alternée de la Plasturgie (CIRFAP)
Alimentec
L'Institut Textile et Chimique (Itech)
CTCPA
Ecole Centrale Lyon
IUT Lyon 1
Plastic Ecodesign Center
Lycée Professionnel ARBES-CARME
ARDI Rhône-Alpes
CEA-LITEN
Compositec
Pôle de compétitivité Minealogic
Université de Savoie
Réseau d’innovation
Centre de recherche et formation
Centre technique
.
-2-
2. Un positionnement porteur et cohérent
2.1. « Les produits intelligents à base de polymères », un positionnement original à forte valeur
ajoutée pour la filière française de la plasturgie
Une pluralité de fonctions intelligentes …
Afin d’accompagner les industriels de la filière dans le développement de produits à forte valeur ajoutée, la plateforme mutualisée d’innovation vise à développer des produits « intelligents ». La notion d’intelligence est ici
comprise au sens de l’intégration de fonctions évoluées à forte valeur ajoutée pour le client (cf ci-dessous).
Fig.3. : Typologie des fonctions intelligentes (les produits intelligents possèdent une ou plusieurs de ces fonctions)
Fonctions
actives
Emission /
Transmission de
l’information
Détection /
Mesure
Stockage
d’information
Polymères capteurs de
Polymères mémoire
Polymères autolumière et de
(thermique, mécanique,
réparateurs, autotempérature
soignants, actionneurs, électrique, chimique, chocs)
cellules photovoltaïques
Traitement de
l’information
Polymères émetteurs
de signaux, intégration
RFID avancée,
fonctions « antenne »
Plastronique (à base de
silicium ou OLED)
… développées à différents stades de la chaîne de développement …
L’intelligence sera développée par la plate-forme « Smart Plastic Products » à différents niveaux (en particulier :
matériaux / formulation, procédés, interconnections et reports), ce qui offre une montée en puissance progressive
vers des produits à plus forte valeur ajoutée.
Ces intégrations d’intelligence permettent notamment d’obtenir des performances supérieures aux solutions
traditionnelles, de réaliser de nouvelles fonctionnalités, de réduire le nombre de composants critiques, de rendre
les produits finaux plus compacts. Ainsi, dans le cas de la plastronique (combinaison de plasturgie, d’électronique
et d’informatique) issue de l’association d’une partie hardware appelée MID (Moulded Interconnect Devices) et
d’une partie logiciel, la fonction initiale « mécanique » est remplacée par des fonctions « intelligentes » via l’ajout
d’interconnexions.
Fig.4. : Panorama des modes d’intégration d’intelligence
Fonctions « intelligentes »
Intégration d’intelligence
par des composants
plastroniques
Eco-conception et design intégré
Intégration d’intelligence par les
procédés de fabrication
Test & Qualification des fonctions intelligentes
Intégration d’intelligence par les matériaux polymères
Exemples d’applications
Temps
Surf aces micro-/nanostructurées
Cellules photovoltaïques
organiques
Polymères auto-réparateurs
Films de surf ace en
électronique imprimé
Composants intelligents de
connectiques
Polymères très haute barrière
Films optiquement actif s
Systèmes microf luidiques
autonomes
Polymères nano-chargés
Des marchés diversifiés et porteurs (transport, emballage, bâtiment, biens de
consommation, dispositifs médicaux)
… et nécessitant la mise en place d’une plate-forme aux compétences mutualisées « intégrées » –ie de
la conception au test des fonctions intelligentes
La plate-forme d’innovation vise le développement de « Smart Plastic Products » à travers la mutualisation de
moyens – de la conception au produit final - avec notamment :
•
Des outils innovants de design / CAO / simulation dans une optique d’éco- et de safe- conception ;
•
Une caractérisation des performances fonctionnelles des matériaux intelligents (ex : propriétés barrières) ;
•
La mise en œuvre des technologies d’intégration d’électronique : l’intégration du silicium, les étapes
d’interconnexion et de reports de composants.
-3-
Fig.5. : Positionnement de la plate-forme « Smart Plastic Products »
Conception / Eco-conception
Soutien au design, éco-conception, innovation (conseil / formation / accompagnement)
Conception et design des produits
« intelligents »
Analyse cycle de vie
Safe Design
Prototypage rapide
Intégration des matériaux & compounds
Analyse de la compatibilité et
développement de matières s’adaptant aux
nouveaux procédés (polymères, additifs,
charges, fibres, …)
Caractérisation des matériaux et des
performances physiques et fonctionnelles
Intégration de matériaux intelligents /
contribution à leur développement (substrats,
(base de données matériaux, …)
composants actifs / conducteurs, …)
Mise au point des technologies de production
Développement / amélioration de procédés pour s’adapter à l’intégration de fonctionnalités (procédés à basse température / pression,
intégration de l’électronique organique, micro-nano manufacturing …)
Développement d’outillages
adaptés à la production de
produits intelligents
Fonctionnalisation des
surfaces (dépôt à vide, …)
Rapid manufacturing
(moldless …)
Contrôle en ligne
Mise en œuvre des technologies MID en environnement propre (Technologies d’interconnexions, Technologies de report de composants)
Tests et qualification des fonctions intelligentes
Tests au niveau des composants
(propriété d’interface, connectivité électrique, …)
Tests au niveau des produits
(performances fonctionnelles, tests en condition réelle, …)
2.2. Des marchés potentiel diversifiés et porteurs pour les industriels de la plasturgie
Comme le schéma ci-dessous l’indique (fig.5. Une pluralité de fonctions intelligentes), les applications « marchés »
des produits intelligents sont multiples, touchant notamment le secteur des transports et biens industriels, des
emballages, des technologies médicales, des biens de consommation et du bâtiment. Notons que les MID
constituent une voie de croissance importante de la plasturgie avec un taux de taux de croissance moyen de plus de
20% par an et un marché de 1,5Md€ prévu en 2015, selon l’Institut Heinz-Nixdorf.
Fig.6. : Une pluralité de marchés
Transport
Emballages
Ex: Equipements avec des indications sur leur
usure, fonctions intégrées dans les connecteurs, etc
Ex: Emballages transmettant des informations sur
le contenu directement au micro ordinateur
incorporé dans le réfrigérateur, capteurs pour la
sécurité alimentaires, RFID, …
Controlled reflection
interiors
Bâtiment et travaux publics
Fonctions
directement intégrées
dans le volant,
Reconfigurable icons
and
transparent diplays
Système de traçabilité
de température
Films très haute barrière
(10-4 cc/m2/jour)
Dispositifs médicaux
Biens de consommation
Ex: Lab-on-a-chip (lecteur de glycémie), implants
auditifs / visuels intelligents, prothèses musculaires
à base de polymères, etc.
Ex: Systèmes de sécurité non-invasifs, équipements
de sports s’adaptant aux conditions climatiques, etc.
Implants auditifs miniaturisés
avec des fonctions
microphones optimisées
Pince à épiler
nano-structurée
Film optiquement actif
Ex: Panneaux solaires, contrôle de la qualité de
l’eau / air, intégration de systèmes d’éclairage, etc.
Capteurs optiques de
grande surface en
électronique organique,
(projet Isorg)
Carte d’identité intelligente
2.3. Une plate-forme s’appuyant sur les outils et projets structurants existants
La plate-forme « Smart Plastic Products » s’appuie sur les outils existants ou en-cours de développement sur les
différentes thématiques :
•
Intégration des matériaux et compounds : La plate-forme bénéficiera – en amont de sa chaîne de valeur - des
apports de la plate-forme Axel’One dont l’objectif est de concevoir et développer des procédés éco-efficients
compétitifs et des matériaux de hautes performances à faible empreinte environnementale pour le transport et le
bâtiment. Par ailleurs, « Smart Plastic Products » intégrera les compétences développées par la plate-forme
Mistral en termes de nouveaux matériaux à hautes performances à bases textiles.
-4-
•
Mise au point des technologies de production : Les savoir-faire et les
apports issus d’Impress (projet FP7 sur le micro / nano manufacturing), de
Platinno (PLATeforme d’INNovation Outillage portée par le PEP et le Cetim), de
PICTIC (Plate-forme
forme d’Impression de Composants pour les Technologies de
l’Information de la Communication et les Capteurs portée par le CEA
CE Liten, CTP
Pagora Teklicell et le PEP), de Plastronics (projet FUI de développement de
technologie d'interconnexion et de report des composants sur pièces plastiques)
seront valorisés au sein de la plate-forme
plate
« Smart Plastic Products » et
contribueront à la mise en œuvre de nouvelles technologies de production. Notons
que Plastipolis participe également à la mise en place du centre d’excellence pour
la maîtrise des environnements confinés (salles propres, salles blanches,
dépoussiérèrent, etc.) qui vise à développer des technologies innovantes de
confinement - enjeu fort pour la plate-forme
plate
« Smart Plastic Products ».
Equipement PICTIC sur le site du PEP
Une plate-forme
forme qui s’inscrit dans une stratégie nationale de compétitivité de la filière : Soutenue activement
par la Fédération Nationale de la Plasturgie, la plate-forme
plate forme « Smart Plastic Products » constitue, en parfaite
complémentarité avec la plateforme technologique CRTP, le cœur de la stratégie de développement de la
compétitivité du secteurr des deux prochaines décennies.
Fig.7. : Deux plateformes complémentaires pour développer la plasturgie française de demain
INNOVATION
PRODUIT
INNOVATION
PROCESS
Plateforme Mutualisée d’Innovation
PFMI Smart Plastic Product
Plateforme Technologique CRTP
(retenue 2ème AAP Plateforme Technologiques)
Amélioration
Rupture
La plate-forme « Smart Plastic Products » est ainsi intégratrice des compétences en amont afin de proposer des
produits innovants sur les différents marchés visés.
2.4. Un projet s’inscrivant dans un réseau de plates-formes
plates
européennes
La plate-forme « Smart Plastic Products » va permettre d’intensifier le positionnement des entreprises françaises au
sein des centres leaders en Europe sur le développement des produits intelligents, tels que les plates-formes
plates
du
VTT en Finlande (Print Center), du TNO en Hollande (Holst Center), de l’Université
l’Université de Cambridge (CIKC),
(CI
des
clusters Innovation-Lab
Lab à Heidelberg et HSG-IMAT
HSG
à Stuttgart en Allemagne. La plate--forme s’intégrera dans les
ème
développements conduits avec ces partenaires, au niveau européen, dans le cadre de projets du 7
PCRD tel que
OPERA (www.opera-project.eu).
2.5. Le positionnementt original de la plate-forme
plate
« Smart Plastic Products »
Un positionnement technologique unique, source d’innovation de rupture
Aujourd’hui, peu d’acteurs sont aujourd’hui présents sur le développement de produits intelligents,
intelligent en particulier via
l’intégration d’électronique. La plate-forme
plate
permettra ainsi à la France de se positionner sur le sujet et d’acquérir
d’acqué une
place clé au sein des quelques centres d’excellence en pointe sur le sujet comme l’HSG-IMAT,
l’HSG
le MSTBW et
InnovationLab en Allemagne ou le VTT en Finlande.
La plate-forme « Smart Plastic Products », une couverture complète de la chaîne de développement
développ
des
produits intelligents
Contrairement aux centres d’excellence précédemment cités traitant la problématique de façon « dispersée », le
projet de plate-forme regroupe en un lieu restreint tous les savoir-faire requis
is pour la réalisation de produits
intelligents : conception, intégration des matériaux et œuvre, mise au point des technologies de production, tests et
qualification. Cette démarche intégrée faisant appel aux différentes composantes nécessaires à l’élaboration d’un
produit intelligent constitue la garantie d’un développement optimisé et en rupture de produits intelligents.
Une démarche collaborative et une convergence d’intérêt multisectorielle propices à l’innovation
Les différents acteurs de la chaîne de valeur de la valeur sont tous présents sur un espace relativement restreint.
restreint
Par ailleurs, la plate-forme
forme bénéfice d’un écosystème privilégié en amont (fournisseurs de matières premières /
chimistes) et en aval (de nombreux marchés utilisateurs, comme l’automobile, les emballages, les équipements de
sports, etc.). Ainsi, cette proximité
ximité des différents acteurs contribue à renforcer la démarche collaborative ; la plateforme ayant un positionnement de catalyseur.
-5-
2.6. Acteurs mobilisés
Le soutien de pôles de compétitivité, des partenaires industriels et académiques
La plate-forme « Smart Plastic Products » rassemble - autour du pôle de compétitivité Plastipolis et du Pôle
Européen de Plasturgie (PEP) - une masse critique d’acteurs et notamment : Compositec, CEA / Liten, Plastic
Ecodesgin Center, CTCPA, INSA Lyon, Université Lyon 1, centre de formation de la plasturgie. Les pôles de
compétitivité Techtera, Axelera, Mineologic et SCS sont également des partenaires clés du projet.
Le domaine des produits intelligents intéressent de nombreux acteurs industriels, comme le prouvent les divers
projets européens / nationaux sur le sujet (ex : Plastronics, Impress). Les entreprises sont évidemment des
partenaires privilégiés de la future plate-forme et y trouveront de nombreux services. A ce jour, plus d’une quinzaine
d’entreprises ont apporté formellement leur soutien (cf lettres de soutien en annexes) et plusieurs dizaines ont
confirmé leur souhait de rejoindre rapidement le projet.
L’engagement fort des territoires
Les collectivités territoriales sont disposées à financer une partie significative des investissements de la plateforme.
3. Une plate-forme souple et modulable, dotée d’équipements inédits
3.1. L’implantation géographique de la plateforme
La plate-forme « Smart Plastic Products » prendra la forme :
•
d’un site principal basé à Oyonnax sur le site du Pôle Européen de Plasturgie (PEP) et de l’INSA Lyon, et
composé de la plate-forme plastronique et de l’activité support (administration générale de la plate-forme,
ingénierie de projet, communication) ;
•
de trois sites secondaires au sein desquels seront menées des activités complémentaires au site principal et
qui s’orienteront autour des thématiques de l’éco-conception (site du Plastic Ecodesign Center), de
caractérisation des matériaux intelligents (site d’Alimentec / CTCPA sur les emballages intelligents) et des
procédés de composites intelligents (site Compositec).
Fig.8. : Localisation géographique de la plateforme
Plastronique
(Oyonnax)
Emballages intelligents
(Bourg-en-Bresse, Alimentec)
Oyonnax
Eco-conception / Conception
(Lyon, Plastic Ecodesign Center)
Procédés composites avancés
(Chambéry, Compositec)
Site principal
Sites secondaires
3.2. Des équipements / outils complémentaires dédiés à l’intégration de fonctions intelligentes
Une phase de conception / éco-conception intégrée
Au niveau de la conception avec le développement d’outils holographiques pour simuler les nouvelles
fonctionnalités des produits intelligents
Aujourd’hui, pour valoriser sa démarche le designer dispose d’outils « classique » (images de synthèse pré-calculé
fixes ou vidéo, maquettes physiques) qui ne répondent que partiellement à son attente. L’outil de réalité virtuelle
permet au designer de visualiser en temps réel son futur produit, d’interagir avec lui afin d’en simuler ses différentes
fonctionnalités. Cette approche déjà utilisée par de grands groupes, peut être aujourd’hui déclinée vers le monde de
la PME. Cet outil est un élément clé dans la conception de produits intelligents en permettant de simuler certaines
de ses fonctionnalités. Par ailleurs, elle permet des gains notables en termes de coût (diminution du nombre de
maquettes physiques, etc.) et de temps (facilitateur de communication).
-6-
Au niveau de l’éco-conception des produits intelligents à base de polymères
D’une part, l’objectif consiste à développer une expertise permettant de quantifier les impacts environnementaux
des produits intelligents à base de polymères sur toutes les phases de leur cycle de vie (matières premières,
fabrication, distribution, utilisation et fin de vie), ce qui n’existe pas à l’heure actuelle pour ce type de produits.
D’autre part, il s’agit de formaliser une démarche d’éco-conception spécifique aux produits intelligents à base de
polymères et de développer des outils associés afin de guider au mieux les entreprises de ce secteur dans leur
démarche environnementale. Cette méthode spécifique permettra de simplifier la mise en place de démarches
d’éco-conception dans les entreprises fabriquant des produits intelligents à base de polymères tout en disposant
d’outils pragmatiques et pertinents au niveau environnemental.
Par ailleurs, cette action s’inscrit dans une démarche plus large de développement de l’éco-conception qui inclut
également la formation initiale avec notamment le démarrage en septembre 2012 d’un Master en éco conception
avec l’Université de Bourgogne et d’une licence en éco conception avec l’université de Lyon.
La constitution d’un socle solide de caractérisation dans une logique de « right & safe-design »
Dans ce domaine, il s’agira de se doter d’équipements analytiques de caractérisation afin de vérifier les
propriétés et fonctionnalités des matériaux mis en œuvre, notamment en ce qui concerne l’approche « safedesign ». Ces équipements de caractérisation seront installés au sein de la plateforme Alimentec, ce qui permettra
d’avoir le maximum de synergies avec le principal domaine d’application du Safe Design : l’emballage et notamment
l’emballage alimentaire. Ces équipements permettront notamment de caractériser les matériaux barrières via des
outils de caractérisation des transferts de gaz et composés organiques.
Par ailleurs, des outils de caractérisation colorimétrique des matières plastiques seront mutualisés. Le but étant
de mettre en place une méthodologie de caractérisation de la teinte des polymères et de créer un outil utilisant des
référentiels communs avec les nuanciers pantone existants afin de permettre une corrélation entre les différents
univers – industries graphiques, textile, packaging, industrie.
Un système de caractérisation des surfaces intelligentes : L’évaluation sensorielle s’intègre dans la démarche
de matériaux intelligents dans la caractérisation du toucher (capteurs de pression) permettant de déterminer une
force, une sensibilité en rapport avec les besoins industriels et médicaux (instrumentation, rééducation…). La
technologie utilisée sera celle développée et brevetée par LTDS (Ecole Centrale de Lyon) qui consiste par une
approche vibratoire à qualifier la perception tactile des plastiques.
Des équipements inédits en termes de pré-industrialisation, et notamment de plastronique
Des équipements clés en matière de plastronique
L’ensemble des installations mutualisées sur le site principal d’Oyonnax - moyens dédiés aux technologies de la
Plastronique - seront regroupées dans un hall technologique à créer de 1500m2 environ qui abritera 1000 m2 de
salle blanche (Iso8). Cette zone technologie sera adossée à la plateforme technologique du PEP qui regroupe tous
les moyens de la plateforme technologique régionale PLATINNO spécialisée sur les innovations en matière
d’outillages. Ces équipements seront structurés autour de (cf fig.9. ci-dessous):
•
La zone « injection » en conditionnant « propre » disposant de trois machines existantes au PEP pour
l’injection de produits polymères et l’intégration par surmoulage de fonctions intelligentes (circuits intégrés, films
avec circuits intégrés, film avec fonctions réalisés en électronique organique…).
•
Le module « conditionnement » qui a pour objectif de permettre la mise en condition de propreté les produits
en provenance des autres sites (Compositec, Alimentec..) et des sites industriels pour rendre possible les
opérations spécifiques d’intégration de fonctions « intelligentes ». Ce module sera également utilisé pour le
conditionnement et l’emballage des produits finis.
•
Le module « interconnexions » qui pour objectif d’abriter les équipements nécessaires pour la réalisation
d’interconnexions sur les pièces plastiques. Cinq cellules technologiques sont prévues dans ce module : cellule
activation / ablation laser et métallisation, une cellule pour la réalisation de pistes conductrices par jet de
poudres métalliques pour les fortes puissances, une cellule de réalisation d’interconnexion par dépôt d’encres
conductrices. Deux cellules seront réservées pour de nouvelles technologies, l’une des deux devant abriter un
équipement de dépôts métalliques sous vide. Certaines de ces cellules nécessiteront de créer des
environnements localisés (Iso 6 ou 7).
•
Le module « report de fonctions intelligentes » qui a pour objectif d’abriter les équipements nécessaires
pour reporter sur les interconnexions créées des fonctions intelligentes (principalement des fonctions
électroniques). Quatre cellules sont prévues dans ce module dont une cellule report par Wire bonding pour le
prototypage et équipement de soudage, une cellule de report CMS (Composants Montés en Surface), une
cellule report Flip Chip. Une cellule sera réservée pour une nouvelle technologie. Certaines de ces cellules
nécessiteront de créer des environnements localisés (Iso 6 ou 7).
•
Le module test & qualification qui pour objectif d’abriter les équipements nécessaires pour le test et la
qualification des produits finis et plus particulièrement des fonctions « intelligentes » associées aux produits – et
notamment un testeur des fonctions électriques.
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Fig.9. : Schéma d’organisation du site d’Oyonnax
Des équipements clés en matière de composites « intelligents »
Les moyens et ressources de Compositec seront mis à la disposition de la plate-forme pour le développement et la
caractérisation des innovations matériaux - en particulier les moyens de mise en œuvre spécifiquement dédiés à la
transformation des composites à base de résines thermodurcissables par injection et compression (composites
grandes séries). Le développement de produits intelligents conduit à la modification et/ ou l’adaptation des moyens
de mise en œuvre conventionnels des composites, la plate-forme visera donc à pouvoir mettre en adéquation les
moyens existants par rapport aux contraintes de mise en œuvre. En particulier il sera nécessaire de pouvoir réaliser
la transformation (le moulage) avec des conditions de température et de pression bien en dessous des standards
actuels.
Une sensibilisation des industriels et des étudiants aux innovations dans le secteur des produits
intelligents à base de polymères
Actuellement, cinq Matériautech « plasturgie » sont réparties sur le territoire français et sont destinées à être la
vitrine de l’innovation plasturgie. Une Matériautech dédiée aux produits intelligents à base de polymères sera mise
en place dans le but de rendre visible auprès d’un large publique de professionnels et d’étudiants les innovations
dans ce domaine. Ainsi des équipements de rotomoulage, thermoformage, extrusion, injection et soufflage adaptés
à la réalisation de pièces intelligentes permettront la production d’éléments pour le Plastic Ecodesign Center (qui
aura à charge de diffuser l’ensemble de ces éléments au sein des différentes Matériautech) et alimenteront
également le site d’Oyonnax pour l’intégration d’intelligence électronique.
Fig.10. : Relations entre les différents sites
Site Oyonnax
(intégration fonctions plastronique)
Zone injection « polymère »
Site Chambéry
(procédés composites avancés)
Adaptation des procédés
Caractérisation f onctionnelle
Validation des conditions de
transf ormation à l’échelle
pré-industrielle.
Zone de conditionnement
Zone interconnexions
Site Bourg en Bresse
(emballages intelligents)
Plasturgie à petite échelle des
emballages intelligents
Zone report de fonctions
Caractérisation analytique des
matériaux et des emballages
(transf erts gazeux, migration)
Zone test & qualification
Caractérisation du couple
emballage /produit
Site Lyon
(conception / éco-conception)
Outils de conception et analyse
cycle de vie des produits intelligents
Sensibilisation aux produits
intelligents (ex : Matériautech)
Fonctionnalisation des surf aces
Caractérisation colorimétrique
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