elastopole - Innov`Days

Journée d’échange sur les produits en
matériaux polymères intelligents
Elastomères intelligents
Pôle de compétitivité Elastopôle
Clermont-Ferrand, le mardi 22 septembre 2015
SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Les élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique –électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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ELASTOPÔLE
TERRITOIRES, VOCATION ET AMBITION
4 régions principales :
Centre, Auvergne, Ile de France, Pays de la Loire
Un pôle inter régional, à vocation
nationale et à ambition européenne
30 000 (58%) des 52 000 emplois de la
profession
POLYMERS
TECHNOLOGIES
ETRMA
Evolution des adhésions ELASTOPÔLE
Des Adhérents
Potentiel : 500 entreprises transformant des élastomères,
dont 85 % de PME / TPE
128 adhérents dont 90 entreprises, des leaders mondiaux et
l’élite de la recherche française
De nombreux fournisseurs (équipements, matières et services) et
utilisateurs
Une progression régulière
Un potentiel de croissance
Document confidentiel page
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ELASTOPÔLE
LA CHAÎNE DE VALEUR
La chaîne de valeur intègre la totalité du cycle de
vie des produits de l’éco-conception au recyclage
Matières premières et formulation
Monomères, polymères, additifs et charges biosourcés
Nouveaux grades
Exigences renforcées des cahiers des charges
Nanomatériaux
Polymères de spécialité
Elastomères intelligents
Charges et additifs
Développement durable et
éco-technologies
Eco-conception
Fin de vie et recyclage: collecte et
tri, valorisation, matière secondaire
Liaison substrats
Adhérisation
Adhésifs, colles, chimie des interfaces
Plastronique, électronique imprimée
Applications
Procédés de fabrication
Automobile, aéronautique,
énergie, médical, etc.
Usage, performances,
vieillissement
Réticulation
Assemblage
Fabrication additive
Document confidentiel page
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ELASTOPÔLE
PROJETS COLLABORATIFS
Bilan au 31/07/2015 : Les projets du pôle
113 projets labellisés par Elastopôle
dont 53 projets retenus
par les financeurs
35
30
25
20
15
10
5
0
Budgets des projets retenus :
194.5 Millions €
Financements obtenus : 67 Millions €
Projet labellisé par
Elastopôle
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Projet financé
LES PROJETS retenus
41 Projets de R&D
3 plateformes collaboratives
Polydyam - Région Auvergne
Nanoscan - Région Centre
Saxs / Gisaxs - Région Centre
6 actions collectives
Overreach Centre
REACH
Overreach Auvergne
REACH
DEFI PME Caoutchouc GPEC
Pass Caoutchouc
FORMATION
C2C IDF
DEV DURABLE
ACCEIP
ECO CONCEPTION
3 Formations
+ Une centaine de projets individuels accompagnés au cours des 2 dernières années
Document confidentiel diapo
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SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Le élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique –électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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LES ÉLASTOMÈRES : PROPRIÉTÉS SPÉCIFIQUES
Thématiques
prioritaires
Domaines
d’activité
Fonctions
et produits
Marchés
Les élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés spécifiques intéressantes
INDUSTRIE
TRANSPORT
Médical, Energie
Biens de consommation, …
Automobile, Aéronautique
Ferroviaire, Maritime, …
Isolation
Elasticité, Amortissement thermique,
vibratoire
résilience
phonique
Conception, formulation &
production (équipement et
moule)
Matériaux, produits
et procédés innovants
Etan
chéité
BATIMENT et TP
Construction
Rénovation, …
Transmission
&
Mobilité
Transferts
de
Fluide
Protection
Pneumatique*
hygiène &
santé
Usage &
Vieillissement
*Plusieurs
fonctions
remplies par les
pneumatiques
Recyclage (cycle de
vie du produit)
Environnement et énergie
Economie et social
Matériaux, chimie, procédés mécaniques, énergie, développement durable, économique et social…
Thermoplastiques élastomères (TPE), latex, caoutchouc naturel (NR), EPDM, SBR, NBR, Nitrile, FKM, Silicone, …
Des matériaux et des formulations spécifiques pour répondre à chaque cahier des charges
Document confidentiel page
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SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Le élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique - électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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CONDUCTIVITÉ ÉLECTRIQUE – ÉLECTRONIQUE SOUPLE
Les élastomères magnétiques d’Hutchinson
• Mélange d’élastomères magnétiques appelé élasto-ferrite
+ élastomères : NBR, HNBR, …
+ ferrite : céramique ferromagnétique
à base d'oxyde de fer
Nécessité d’orienter la ferrite
par l’utilisation d’un champ magnétique élevé
Un exemple : codeur ABS - Detection de la vitesse
de rotation par sonde effet Hall
ou capteur magnéto-résistant
Codeur incorporé dans le système d’étanchéité
du roulement
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CONDUCTIVITÉ ÉLECTRIQUE – ÉLECTRONIQUE SOUPLE
Utilisation de nano-charges pour développer des
conductivités ou des isolations électriques
• Créer des circulations électriques à l’intérieur ou dans certaines zones de
l’élastomère
• Difficultés d’orienter les nanotubes ou les nanoplaquettes pour créer les circulations
électriques
•Le silicène : un nouveau matériau qui allie les atouts du silicium et les propriétés
électroniques du graphène – travaux un cours la fabrication de silicène sur substrat
isolant à l’université de Marseille
Nanotube de carbone
Graphène
Silicène
Un exemple : projet européen sur semelle de chaussure chargée
en graphène pour limiter la charge électrostatique
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CONDUCTIVITÉ ÉLECTRIQUE – ÉLECTRONIQUE SOUPLE
Electronique souple
• Imprimer de l’électronique sur un substrat élastomère (caoutchouc, PU,
silicone, …) - Voir présentation électronique flexible de la plate-forme S2P du PEP
• Définition de la formulation d’élastomère la plus adaptée
• Adéquation des caractéristiques physique de l’élastomère et de la couche
imprimée
• Traitement de la surface de l’élastomère pour permettre l’adhérisation
• Risque de rupture de la couche imprimée à la flexion ou à l’étirement
• Possibilités offertes par des encres imprimées pourraient remplacer les solutions
traditionnelles (travaux de R&D)
Un exemple : le clavier silicone de la société FIMOR
- Contacts protégés, pas d’interstice, nettoyabilité
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CONDUCTIVITÉ ÉLECTRIQUE – ÉLECTRONIQUE SOUPLE
Actionneur élastomères diélectrique
ou muscle artificiel (bio-mimétisme)
Application
d’une
tension
électrique
Electrode
Elastomère
Electrode
• Principe de fonctionnement d’un actionneur
élastomère diélectrique
• Par utilisation de mélange élastomère combinant
un module de Young faible (< 1MPa) et une constante diélectrique élevée
• Transformer une énergie électrique
en un travail mécanique
• Procédé aussi applicable en mode générateur
(énergie houlomotrice)
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SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Le élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique –électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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THERMIQUE ET PHONIQUE
Les nanotubes de carbone
• Entreprises : Arkema, Nanocil, EMAC, …
En complément des conductivités électriques, les nanotubes de carbone sont
utilisables dans les élastomères comme colorant, protecteur UV ou charges
renforçantes
Renforcement des caractéristiques mécaniques (allongement, rupture, …) et
réduction de la propagation des fissurations au sein de l’élastomère
Augmentation, ou réduction, de la conductivité
électrique ou thermique de matériaux normalement
isolants comme les élastomères
Réduction du nombre de couches de différents
élastomères
Amélioration de la tenue au feu par dispersion
de nanocharges dans la pièce ou à sa surface
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SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Le élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique –électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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AUTO-RÉPARABILITÉ
Reverlink : l’élastomère auto-cicatrisant
bio-sourcé d’Arkema
• Mis au point en collaboration avec le laboratoire Matière Molle et Chimie de
l’Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles de Paris (ESPCI)
• Basé sur le concept de la chimie supra-moléculaire
• Obtenus à partir d’oligomères d’acide gras issus d’huiles végétales constituant
au minimum 60% de leur composition
•De multiples applications potentielles :
bandes transporteuses,
joints d’étanchéité,
protections antichocs,
isolations et couches d’amortissement,
gants professionnels,
revêtements anticorrosion des métaux,
additifs pour formulations (adhésifs,
bitumes, liants organiques, peintures, vernis,
pâtes et mastics).
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SOMMAIRE DE LA PRÉSENTATION
Elastopôle, le Pôle de Compétitivité des matériaux
caoutchoucs et polymères
Le élastomères, des matériaux déjà dotés de propriétés
spécifiques intéressantes
Conductivité électrique –électronique souple
Propriétés mécanique et thermique
Auto-réparabilité
D’autres possibilités
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D’AUTRES POSSIBILITÉS
Un capteur intelligent pour les pneus génie civil
Intread TPMS : le nouveau système de surveillance des pneus de Rösler
Description : 2 capteurs différents implantés dans le pneu
1 capteur de pression et de température traditionnel situé sur la face intérieure
du pneu
1 capteur dans la sculpture, au niveau des épaules, mesurant l’échauffement et
l’usure. De forme cylindrique, il est pris dans une enveloppe de caoutchouc,
composée d’anneaux qui le retiennent
à l’intérieur de la gomme de la
bande de roulement.
Les deux capteurs communiquent
leurs informations à une unité centrale
de communication affichées sur un écran
à l’attention de l’opérateur, ou transmises
à un centre de maintenance délocalisé
sans liaisons filaires.
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D’AUTRES POSSIBILITÉS
Revêtement d’allée STARPATH
Entreprise : Pro-Teq (UK)
Description :
Matériau absorbant la
lumière durant le jour et la
restituant la nuit
Antidérapant
Résistant à l’eau
Bénéfices :
Éclairage sans consommation
d’électricité
Application rapide (4 heures
pour couvrir 140m)
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D’AUTRES POSSIBILITÉS
Patch silicone pour diffusion médicamenteuse
Entreprise : Wacker Silcones
Diffusion du médicament
au travers d’un patch souple
en silicone traité par plasma froid
posé sur la peau
Patch plasma par WACKER silicones
Journée Axe Elastopôle sur les élastomères
dans les applications médicales (15/10/2015 à Paris)
14 conférences sur les élastomères utilisés, sur des applications de
reconstruction et d’implants, sur l’administration de médicaments et sur les
réglementations
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Merci pour votre attention
Questions – Réponses
Bruno MARTIN
Chef de Projets Sénior
Correspondant Auvergne
+ 33(0)1 49 60 57 97 / + 33 (0)6 42 64 53 75
[email protected]
Site internet : http://www.elastopole.com