De la papeterie à l`impression du futur

Transcription

G r e n o b l e - I s è r e - F r a n c e
AEPI 2014
AEPI 2014
De la papeterie
à l’impression
du futur :
Quel avenir pour
les composés
ligno-cellulosiques ?
Les composés ligno-cellulosiques,
c’est quoi ?
Les végétaux sont constitués de composés lignocellulose qui incluent la lignine, la cellulose
et l’hémicellulose. Le bois par exemple est
composé à 50% de cellulose et pour le reste,
à parts égales, d’hémicellulose et de lignine.
Grâce à leurs propriétés, valorisables à travers
de nombreuses applications, les composés
ligno-cellulosiques ont un fort potentiel pour
réduire notre dépendance aux matières
premières d’origine fossile. Ils participent au
2
AEPI - Composés ligno-cellulosiques 2014
passage progressif d’une économie basée sur
des ressources disponibles en quantité limitées
à une économie basée sur des ressources
renouvelables : la cellulose par exemple, est
le polymère naturel le plus abondant sur terre ;
la quantité synthétisée par les végétaux est
estimée de 50 à 100 milliards de tonnes par
an.
Des applications d’avant-garde pour les composés ligno-cellulosiques
6
Le papier intelligent et l’impression du futur
Le papier étanche à l’eau de BT3 technologies Le papier-peint anti-ondes : Métapapier Un support papier pour l’électronique imprimée : PowerCoat ®
Des implants pour la régénérescence tissulaire et des méthodes innovantes de filtration La batterie en papier : Papel 6
Des matériaux hybrides 10
Le plastique à 50% biosourcé développé par Solvay : Ocalio
Les MicroFibrilles de Cellulose d’Inofib
Les emballages hybrides et recyclables de VirginBioPack : HYBRIC
Des produits biosourcés pour la chimie verte 12
Les tensio-actifs verts du projet SUCROL Les sucres complexes d’Elicityl Du plastique fabriqué à partir des copeaux de bois issus de l’industrie papetière : le projet
Polywood
La papeterie, une activité historique à Grenoble-Isère 14
La recherche grenobloise mondialement reconnue
Cermav
FCBA
CTP LGP2
14
Les acteurs industriels de la papeterie16
Vertaris Delion : Un producteur de pâte à papier recyclée
Ahlstrom : un centre de R&D transversal à toutes les activités du groupe
Arjowiggins : la mise au point de produits à haute valeur ajoutée
Munksjö : le groupe papetier suédois se développe en Isère
Vicat : les activités de sacherie et de papeterie du cimentier
Allimand et ABK : des équipementiers présents sur des marchés internationaux
Le chimiste Arkema : un fournisseur de l’industrie papetière
Des organismes de formation uniques en Europe Grenoble INP-Pagora : l’école internationale du papier, de la communication imprimée et des biomatériaux
L’école doctorale IMEP-2 : Ingénierie – Matériaux Mécanique, Energétique,
Environnement, Procédés, Production
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Des structures pour accompagner le transfert technologique Des plateformes technologiques et des équipements
Les instituts Carnot au service de l’innovation
Grenoble Alpes Technology and Entrepreneurship
Le pôle de compétitivité chimie et environnement
20
Les compétences des acteurs isérois autour des composés ligno-cellulosiques 23
3
Les propriétés bien connues des composés
ligno-cellulosiques
Les atouts de la ligno-cellulose ne sont plus
à prouver : la cellulose a été historiquement
valorisée à travers la papeterie, l’acétate de
cellulose a été utilisé dès la première guerre
mondiale comme enduit pour la fabrication
des ailes d’avion.
Depuis, de nombreux laboratoires et entreprises
continuent à s’intéresser à ces matériaux pour
4
en tirer les bénéfices et identifier de nouvelles
applications.
A Grenoble-Isère, les chercheurs, les industriels
et les étudiants bénéficient du contexte
favorable d’un ancien bassin papetier qui
a su préserver les savoir-faire acquis sur les
composés ligno-cellulosiques.
Un contexte favorable à l’émergence des produits
biosourcés
Face à des règlementations de plus en plus contraignantes
en matière d’environnement et face à l’épuisement des
ressources naturelles d’origine fossile, les industriels n’ont
d’autres choix que d’introduire progressivement des
matières premières d’origines végétales dans leurs produits.
En parallèle, ils doivent améliorer les performances de ces
produits tout en s’adaptant à une demande nouvelle de la
part des clients finaux, soucieux d’avoir une consommation
responsable.
La lignine, la cellulose et les hémicelluloses, au titre de
biopolymères, bénéficient d’un réel regain d’intérêt. Leurs
propriétés sont déjà bien maîtrisées mais d’autres pourraient
être mieux exploitées.
Les papiers intelligents, les matériaux
hybrides et la chimie verte figurent
parmi les axes de valorisation des
composés ligno-cellulosiques.
Ils
couvrent des marchés aussi variés
que l’emballage, le bâtiment,
le transport, les technologies du
médical ou encore l’électronique
imprimée.
Le
papier
intelligent
l’ impression du futur
et
Le papier, un enchevêtrement de
fibres de cellulose, présente de
nombreuses propriétés (barrières,
tortuosité, porosité…) exploitables
dans des applications variées :
depuis le bâtiment avec le papier-peint anti ondes jusqu’à
l’emballage avec le carton hydrophobe en passant par
les technologies du médical avec des systèmes pour filtrer
les virus, tous les secteurs d’activité sont concernés par la
cellulose.
Pour le marché de l’électronique imprimée par exemple, la
cellulose se présente comme une alternative aux substrats
en plastique ou en verre avec l’intérêt d’être recyclable
et biodégradable. Combinée à une bonne maîtrise des
procédés d’impression, la cellulose est un atout pour
le développement de ce marché évalué à 40 milliards
de dollars à l’horizon 20201 et qui pourrait représenter
100 000 emplois dans 15 ans selon l’Afelim2.
Des matériaux hybrides
Les matériaux ligno-cellulosiques peuvent être intégrées
comme biocomposant dans de nombreux matériaux
biocomposites. Un matériau est dit biocomposite quand sa
matrice et/ou son renfort sont d’origine végétale ou animale.
A ce titre, la cellulose intéresse les industriels venant
de secteurs d’activité aussi variés que l’automobile,
l’électronique, la cosmétique mais aussi la défense et la
construction.
Elle peut par exemple être utilisée pour donner de la
texture aux peintures, enduits et cosmétiques ou encore
pour renforcer les plastiques, thermoplastiques et produits
thermodurcissables.
En plus des propriétés qu’elle apporte aux
produits, la cellulose présente un intérêt
écologique puisqu’elle permet de réduire
significativement l’empreinte carbone des
matériaux.
Des produits biosourcés pour la
chimie verte
Les composés ligno-cellulosiques et
plus largements les molécules présentes
dans le bois sont autant de substances
bioactives exploitables en chimie du
végétal. La cellulose et l’hémicellulose,
composés de sucres, peuvent être
la source de biocarburants et de
biopolymères plastiques de deuxième
génération, avec l’avantage de ne pas
entrer en concurrence avec les ressources
alimentaires. La lignine est, elle, valorisable dans les colles,
les mousses et les résines à la place des dérivés pétroliers.
La papeterie, une activité historique à GrenobleIsère
A Grenoble-Isère, les acteurs de la recherche, de la formation
et de l’industrie bénéficient du contexte favorable d’un
ancien bassin papetier. Ils font évoluer les connaissances
et savoir-faire acquis depuis 150 ans sur toute la chaîne
des composés ligno-cellulosiques et les mettent au service
des filières d’excellence du département comme la santé
l’électronique imprimée ou les technologies de l’énergie.
Ils profitent d’un contexte favorable à l’innovation (Grenoble
était classée 5e ville la plus inventive au monde par le
magazine Forbes en 2013) pour croiser les disciplines
et les secteurs d’activités et mettre au point de nouvelles
applications.
1 source : IDTechEx.
2 En incluant tout l’écosystème : équipements de production, matériaux,
gaz, etc.
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Des applications d’avant-garde p
ligno-cellulosiques
LE PAPIER INTELLIGENT ET L’IMPRESSION DU FUTUR
En donnant à la fibre de cellulose de nouvelles fonctions (fonctionnalisation
dans la masse ou fonctionnalisation de surface), on démultiplie les applications
envisageables pour le papier. Les produits développés à Grenoble-Isère donnent
un aperçu de ces nouvelles utilisations qui vont du marché de l’emballage, au
marché du médical, en passant par celui de l’énergie.
Le papier étanche à l’eau de BT3 technologies
Un procédé de chimie verte au service de la cellulose.
La technologie : BT3 technologies a mis au point un procédé de chimie verte qui donne au papier
des propriétés barrières à l’eau, à la graisse, aux gaz. La start-up exploite le
brevet de chromatogénie : un greffage moléculaire d’acides gras sur les fibres du
papier pour le rendre hydrophobe. Ce procédé est dit « de chimie verte » car sans
solvant et le papier préserve sa biodégradabilité et sa recyclabilité. Les marchés :
La technologie de BT3 se destine à de nombreux marchés, notamment ceux de
l’emballage et celui de l’emballage alimentaire en particulier.
L’avenir incertain de BT3 technologies :
La start-up, après avoir signé un partenariat avec BASF, est en difficulté depuis le
désengagement de ce dernier.
Les partenaires associés au projet sont : BT3 Technologies, le Cermav, le CTP.
6
pour les composés
Le papier-peint anti-ondes : Métapapier
Une application de la cellulose en électronique imprimée.
La technologie : Métapapier est un papier peint dont les motifs brevetés, imprimés avec une
encre conductrice, filtrent les ondes GSM et/ou WIFI tout en laissant passer les
autres ondes comme celles de la radio FM ou de la télévision. La fonctionnalité
de filtrage des ondes électromagnétiques est obtenue grâce à la juxtaposition
de motifs conducteurs à géométrie très particulière.
Les marchés :
Métapapier peut être posé comme un papier-peint classique ou
comme une sous-couche à recouvrir. Il peut aussi être intégré
dans des plaques de plâtre ou des revêtements de sol. Ce papier-peint peut être installé chez des particuliers ou dans des espaces
publics : salle de réunion, de spectacle, d’examens, hôpital, restaurant,
chambre d’enfant, etc. La création d’espaces de tranquillité électromagnétique,
la sécurité des données dans les espaces personnels et professionnels ou
encore l’optimisation de l’utilisation des réseaux WIFI sont des exemples
d’applications envisagées pour Métapapier.
L’avenir de Métapapier :
L’industrialisation de Métapapier est en cours. Le CTP travaille sur une
industrialisation à grande échelle en partenariat avec les industriels.
Les partenaires associés au projet sont :
Le CTP, Grenoble-INP (laboratoires LCIS et IMEP-LAHC), des imprimeurs et
industriels du secteur.
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Un support papier pour l’électronique imprimée : PowerCoat ® d’Arjowiggins
La cellulose au service de l’électronique imprimée.
La technologie : Développé depuis 4 ans et commercialisé depuis 2012, PowerCoat ®
est un support papier pour l’électronique imprimée. La faible rugosité du
papier PowerCoat ® et sa résistance thermique permettent d’améliorer la
performance du circuit notamment en termes de conductibilité.
PowerCoat ® présente aussi un intérêt écologique : il est entièrement recyclable,
biodégradable et certifié FSC. PowerCoat ® permet de remplacer le verre et
le plastique utilisés plus traditionnellement pour l’électronique imprimée et
d’optimiser l’utilisation de produits chimiques et d’encres qui sont onéreux.
Les marchés :
PowerCoat ® peut être utilisé pour la technologie RFID ce qui lui donne des
applications aussi variées que l’emballage ou la publicité.
Arjowiggins Creative Papers, Grenoble INP-Pagora, le CTP et le CEA-Leti.
Des implants pour la régénérescence tissulaire et des
méthodes innovantes de filtration
La cellulose au service de la santé.
La technologie : La cellulose est un matériau biocompatible et biorésorbable. A ce titre, les
chercheurs du Laboratoire Rhéologie et Procédés l’envisage pour des applications
dans le secteur de la santé. Une fois fonctionnalisée, la cellulose sous forme
de structure fibreuse peut être utilisée comme implant pour la régénérescence
tissulaire ou pour la régénérescence des systèmes nerveux périphériques. La
cellulose peut aussi être utilisée sous forme de filtres intelligents : en greffant
des marqueurs de PVA à la surface des fibres de cellulose, on obtient des filtres
capables de détecter et de filtrer les virus et les bactéries.
Les partenaires associés au projet sont : Collaborations entre le Laboratoire Rhéologie et Procédés (LRP), le CTP, Clinatec,
Paris VI.
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La batterie en papier : Papel
Les propriétés de la cellulose au service des Nouvelles Technologies de l’Energie.
La technologie : Papel est une nouvelle batterie Li-ion où le liant fluoré a été remplacé par
des fibres et microfibrilles de cellulose. Ces fibres emprisonnent les matières
actives (particules de graphite et de lithium fer phosphate) nécessaires
au fonctionnement électrochimique de la batterie. La matrice de fibres et
microfibrilles de cellulose a une double fonction de support et de liant.
Papel est constituée de matériaux moins couteux et plus respectueux de
l’environnement : l’utilisation de fibres et microfibrilles de cellulose permettent
de réduire une grande partie des composants toxiques. Ils permettent aussi un
désassemblage en fin de vie plus aisé ce qui facilite l’étape du recyclage.
Les marchés :
La batterie Papel pourra être intégrée, dans
dans les appareils mobiles comme la téléphonie. un
premier
temps,
L’avenir de la batterie Papel :
Un brevet est déposé sur cette batterie et un démonstrateur est en cours de
réalisation. L’équipe de recherche, porteur du projet, est à la recherche de
partenaires capables d’intégrer le procédé de fabrication dans une chaîne
d’assemblage pour pouvoir passer au stade de prototype industriel.
Le LGP2 (porteur du projet), Politecnico di Turino.
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DES MATÉRIAUX HYBRIDES À BASE DE CELLULOSE
Du fait de ses nombreuses propriétés (mécaniques, barrières, acoustiques,
thermiques...), la cellulose retient l’attention des industriels à la recherche de
nouvelles performances pour leurs matériaux. Elle peut, dans de nombreux cas, se
substituer aux matériaux issus de la chimie des hydrocarbures.
Utilisée comme biocomposant sous différentes formes et à différentes échelles,
elle permet d’atteindre des performances remarquables. Sous la forme de
NanoCristaux de Cellulose (NCC) ou de MicroFibrilles de Cellulose (MFC), la
cellulose est aussi robuste que le kevlar ou l’acier tout en étant d’une extrême
légèreté. De fait, elle est susceptible d’intéresser par exemple les constructeurs
automobiles, pour qui la réduction du poids des matériaux est devenue un objectif
incontournable.
Grenoble est reconnue sur la caractérisation et la maîtrise des matériaux à leurs
plus petites échelles, comme en témoigne sa position de chef de fil européen
sur la filière des micro-nanotechnologies. Grenoble s’appuie sur des équipements
remarquables comme l’ESRF pour renforcer son expertise sur la dimension
nanométrique.
Le plastique à 50% biosourcé développé par Solvay : Ocalio
La technologie :
Depuis 2014, Solvay produit et commercialise Ocalio : un bioplastique obtenu à partir
de flocon d’acétate de cellulose (dérivés de pâte de bois) associés à un bioplastifiant.
Jusqu’à présent, l’acétate de cellulose produite à Roussillon en Isère était valorisée
essentiellement sous forme de câbles qui servaient à la production de filtres à
cigarettes. Avec le produit Ocalio, Solvay a trouvé une nouvelle voie de diversification.
Les marchés :
Le plastique biosourcé Ocalio peut remplacer les plastiques techniques dans des
produits de grande consommation tels que :
• les emballages pour produits de soin et cosmétiques,
• les emballages pour produits alimentaires,
• les appareils électroniques,
• les téléphones portables,
Solvay Acetow
• les jouets…
Les MicroFibrilles de Cellulose d’Inofib
La technologie :
Le projet d’Inofib est de produire et de commercialiser des MicroFibrilles de
Cellulose (MFC) sous forme de gel et de poudre et de leur apporter de nouvelles
fonctions par modification chimique. Ce projet repose sur un procédé de broyage
spécial qui permet d’obtenir des microfibres de quelques micromètres de long
et de quelques dizaines de nanomètres de diamètre. Sous forme de poudre, les
MFC sont facilement stockables et transportables et deviennent ainsi exploitables
par les industriels.
Les marchés :
Les propriétés des MFC, (propriétés mécaniques proches de celles du kevlar,
propriétés barrières à l’oxygène,…) sont valorisables dans de nombreuses
applications et dans des secteurs d’activités variés : papiers spéciaux, supports
flexibles et emballages, cosmétique, produits alimentaires, peinture, composites
et plastiques avancés (automobile…), marché du médical (patchs et pansements),
construction, etc…
Les partenaires associés au projet sont : Les associés d’Inofib, le LGP2.
Les emballages hybrides et recyclables de VirginBioPack,
HYBRIC
La technologie :
Depuis
2012,
l’entreprise
VirginBioPack
conçoit,
développe
et
commercialise des solutions d’emballage pour les produits alimentaires
frais qui associent matériaux cellulosiques et matières plastiques issues du
fossile. VirginBioPack a déposé deux brevets sur ce savoir-faire. Les produits de VirginBioPack, commercialisés sous la marque HYBRIC (contraction
d’« hybride », « carton » et « plastique »), permettent de limiter au maximum
l’utilisation du plastique.
Les marchés :
Les emballages de VirginBioPack, commercialisés en France et à l’international
s’adressent aux industriels de l’agroalimentaire avec le double avantage de
présenter une large surface de communication et d’être recyclable dans la filière
papier/carton.
• Les trois associés de VirginBioPack, dont deux appartiennent à une famille
du Nord, emblématique de la grande distribution. • Le Centre Technique du Papier (CTP), le Centre Technique de la
Conservation des Produits Agricoles (CTCPA).
• Les entreprises Rexor, Modelage Magnin…
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DES PRODUITS BIOSOURCÉS POUR LA CHIMIE VERTE
Les bioproduits de source ligno-cellulosiques (bois, feuilles, paille, etc) constituent
une alternative aux produits issus de la chimie des hydrocarbures avec le double
avantage d’être disponible en tonnage important sans entrer en concurrence avec
les ressources alimentaires.
Les tensio-actifs verts du projet SUCROL
La technologie :
Développer des tensioactifs à partir des hémicelluloses, sucres issus du bois, tel est
l’objectif du projet SUCROL. Ce projet illustre le modèle de bioraffinerie papetière : un
modèle économique basé sur la production simultanée de cellulose et de co-produits
tels que des produits chimiques verts. La bioraffinerie permet d’améliorer la rentabilité
des usines de pâtes à papier en leur apportant de nouveaux revenus.
Les marchés :
La cosmétique et la détergence ménagère sont les applications visées dans ce projet.
L’avenir des tensio-actifs issus de la chimie verte :
Les tensio-actifs verts jouissent d’une très bonne image (faible toxicité et écotoxicité,
meilleure biodégradabilité, moindre agressivité sur la peau…). A terme, la restriction
des tensioactifs d’origine pétrochimique laisse entrevoir des marchés de plus grande
consommation pour ces produits chimiques verts.
Les partenaires associés au projet sont : Le LGP2 (coordinateur du projet), l’industriel SEPPIC, fabricant de tensioactifs et l’industriel Fibre Excellence, producteur de fibres de cellulose.
Ce projet a été financé par l’ANR, programme CD2I (Chimie Durable - Industries Innovation)
Les sucres complexes d’Elicityl
La technologie :
La société de biotechnologie Elicityl est spécialisée en ingénierie et production
des sucres complexes. Elicityl a des compétences dans l’extraction, la purification
et la caractérisation fine des sucres complexes associées à des capacités de
production industrielle.
Les marchés :
Elicityl fournit des oligosaccharides et des polysaccharides pour des applications
biologiques en pharmacie, en cosmétique, en nutraceutique, en santé des
plantes. Les sucres d’Elicityl peuvent par exemple être utilisés comme intrants dans
l’agriculture pour renforcer la résistance de la vigne au gel.
Les partenaires associés sont :
L’entreprise Elicityl, le Cermav.
Du plastique fabriqué à partir des copeaux de bois issus de
l’industrie papetière : le projet Polywood
Technologie et objectifs du projet :
Le projet Polywood vise la production d’un plastique de haute qualité (résistance au
feu, tenue mécanique…) à partir des sous-produits de la fabrication de cellulose.
Ce bioplastique aurait le double avantage d’être issu d’une ressource disponible
en tonnage important sans entrer en concurrence avec les ressources alimentaires.
Les marchés :
Les marchés visés par ce projet concernent des pièces produites en plastique
technique. Schneider Electric, spécialiste de la gestion de l’énergie et à l’initiative
du projet pourrait par exemple envisager d’utiliser le plastique développé dans le
cadre du projet Polywood pour des pièces présentes dans sa gamme de produit
tels que les prises électriques, les interrupteurs, les compteurs électriques…
Le projet Polywood, labellisé par les pôles de compétitivité Axelera et Fibres,
associe 13 partenaires :
• 9 industriels (3 groupes, 3 ETI, 3 PME) parmi lesquels des clients potentiels,
• 1 Centre technique industriel : Le Centre Technique du Papier,
• 4 établissements publics (Grenoble-INP, INSA de Lyon, CNRS, Université
Claude Bernard Lyon 1) représentés par 5 laboratoires de recherche dont
celui de Grenoble-INP-Pagora (LGP2).
Budget global : 6,1M d’€
Terme estimé du projet : 2016
13
La papeterie
Grenoble-Isè
L’industrie papetière recouvre 150 ans d’histoire à Grenoble-Isère. Cette activité
est étroitement liée à l’essor économique de la région : elle a été la première à
maîtriser et exploiter la force hydraulique (houille blanche) avant que cette énergie
ne se diffuse pour bénéficier aux autres activités industrielles.
Si l’industrie papetière a connu de profondes mutations ces dernières années,
Grenoble-Isère a toutefois su préserver et renouveler ses savoir-faire autour de
la ligno-cellulose et des procédés, aujourd’hui valorisés au sein des centres de
recherche, des écoles et par les industriels.
LA RECHERCHE GRENOBLOISE MONDIALEMENT RECONNUE
Les centres de recherche et centres techniques de Grenoble-Isère bénéficient
d’une forte renommée à l’international. Leurs travaux couvrent des thématiques de
recherche sur l’ensemble de la chaîne de valeur des composés ligno-cellulosiques
avec des domaines d’application très variés : papier et carton, emballage, textile,
chimie, énergie, matériaux, cosmétique, électronique, médical…
Au sein de ces organismes, les chercheurs conduisent des travaux de recherche
fondamentale et sont aussi en mesure d’accompagner les industriels dans le
développement de nouveaux produits et de nouveaux procédés.
Centre de recherche sur les macromolécules végétales - Cermav
Le Cermav est un laboratoire de recherche fondamentale sur les glycosciences où
travaillent 120 personnes. Unité Propre de Recherche du CNRS (UPR), le Cermav
occupe une place importante au niveau international dans le domaine des carbohydrates
(sucres, protéines, oligo- et polysaccharides, glycopolymères et glycomatériaux), leur
synthèse, caractérisation, fonctions et applications dans divers domaines.
Le Cermav est aujourd’hui engagé sur quatre thématiques majeures d’approche
pluridisciplinaire, aux interfaces Chimie-Physicochimie-Biologie :
• oligosaccharides et santé (vaccins, molécules thérapeutiques)
• glyco-nano-objets et auto-assemblage (nanoparticules, films nano-organisés)
• parois végétales et organisation complexes (fibres cellulosiques)
• transformations de la biomasse à vocation technologique (biopolymères, composites
naturels)
Centre Technique Forêt, Cellulose, Bois-construction et Ameublement
- FCBA
FCBA est le centre technique au service des industriels des filières Forêt, Cellulose, Boisconstruction et Ameublement. A Grenoble, FCBA est structuré autour de deux équipes :
•
La délégation territoriale Sud-Est travaille sur l’amont de la filière bois (caractérisation
de la ressource forestière, approvisionnement, 1ère transformation, …),
•
Le pôle Nouveaux Matériaux travaille sur la production et la modification
chimique des fibres ligno-cellulosiques, sur l’extraction de molécules d’intérêt à partir du
bois et sur la production de dérivés des fibres avec des valorisations dans les secteurs de
la construction, de l’isolation et de l’ameublement.
14
e, une activité historique à
ère
Centre Technique de l’Industrie des Papiers, Cartons et
Cellulose - CTP
Le CTP, centre technique industriel, a été créé par et pour les industriels de la
filière Pâte, Papier-Carton. Il les accompagne depuis 55 ans dans leur mutation
industrielle par un effort continu de recherche (Collective, Collaborative et Privée)
et par des actions de Transfert Technologique (Conseil, Expertise, Formation
continue). Il joue le rôle d’interface entre la recherche et l’industrie et traduit les
inventions en innovations industrielles.
Pour répondre aux orientations industrielles, sociétales et aux attentes des
marchés, le CTP s’appuie sur une équipe de 130 collaborateurs et sur une
douzaine d’équipements pilotes, tels que le procédé de chromatogénie ou
NaMiCell (production de MFC / microfibrilles de cellulose). Les compétences
du CTP s’étendent de la chimie de la fibre de cellulose jusqu’au recyclage et
au désencrage (économie circulaire) en passant par les matériaux biosourcés
(bioéconomie).
Généraliser l’utilisation des matériaux fibreux en électronique imprimée pour des
emballages et des papiers intelligents figure parmi les axes de travail prioritaires
du CTP.
Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2)
Le LGP2 est une Unité Mixte de Recherche du CNRS, de Grenoble INP et de
l’Agefpi (association support de l’école d’ingénieurs Grenoble INP-Pagora).
Certifié Qualité-Sécurité-Environnement, il compte 90 personnes organisées
en trois équipes, qui lui permettent de couvrir des thématiques de recherche
fondamentale et appliquée allant de la matière première végétale jusqu’au
produit transformé et imprimé :
• Bioraffinerie : chimie et éco-procédés (chimie des végétaux, procédé de
blanchiment de la fibre de cellulose, bioraffinerie, bioproduits, bioénergie),
• Matériaux biosourcés multi-échelles (procédés de production des matériaux
biosourcés tels que les papiers et cartons, les non-tissés, les feutres, les composites
et nano-composites, les nanocristaux de cellulose et d’amidon et les microfibrilles
de cellulose, les emballages fonctionnels).
•
Fonctionnalisation de surface par procédés d’impression (fluides et
procédés d’impression, colorimétrie, étude des surfaces et interfaces, génie des
procédés pour fonctionnalisation de surface).
Ces équipes sont constituées de chercheurs et doctorants pour moitié internationaux.
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LES ACTEURS INDUSTRIELS DE LA PAPETERIE
Producteurs de pâtes, papetiers, équipementiers et chimistes : tous les acteurs du process
papetier sont présents à Grenoble-Isère et emploient 1 500 salariés. A Grenoble-Isère, les papetiers recentrent leur production sur des papiers de
spécialité. En plus de ce positionnement, les groupes papetiers en présence
ont pour stratégie commune de mener sur le territoire à la fois des activités de
production et des activités de R&D.
Vertaris Delion : un producteur de pâte à papier recyclée
En mars 2014, Springwater Capital a racheté les actifs immobiliers et certains
actifs mobiliers du site Vertaris avec le projet de transformer l’usine en site de
production de pâte à papier recyclée de forte blancheur. Le fonds d’investissement
suisse prévoit pour cela un investissement de l’ordre de 20 M€ et le recrutement
de 70 salariés. Vertaris Delion sera le seul site français capable de recycler des
vieux papiers de mauvaise qualité comme les étiquettes de bouteille. La pâte à
papier produite sera destinée aussi bien à faire des papiers d’emballage, des
produits d’hygiène que des papiers de bureau.
Dans un deuxième temps, le repreneur prévoit aussi de démarrer un atelier de
production d’isolants pour bâtiments à base de cellulose.
Ahlstrom : un centre de R&D transversal à toutes les activités
du groupe
Ahlstrom, un fabricant finlandais de matériaux à base de fibres et de papiers
spéciaux emploient 150 personnes en Isère. Ahlstrom a un centre de R&D à PontEvêque et deux centres de production à Brignoud et Champ Près Froges.
Le centre de R&D de Pont-Evêque est le plus important d’Ahlstrom. Les recherches
qui y sont faites sont transversales aux cinq business areas du groupe (Advanced
Filtration, Building and Energy, Food, Medical, Transportation filtration).
Les sites de production de Brignoud et Champ Près Froges sont eux rattachés à
la business area Building & Energy. Ces sites produisent des bobines de papier
non-tissé à destination des marchés de la décoration (papier-peint, nappes…),
de l’hygiène (sparadraps médical, bandes de contention…) et du bâtiment
(application dans les plaques de plâtre, dans les dalles flexibles, dans l’isolation
acoustique…). Sur les deux sites, seul celui de Brignoud utilise des fibres de
cellulose pour un tiers de sa production, pour le reste, des fibres synthétiques sont
utilisées.
Stratégie du groupe :
La croissance d’Ahlstrom repose sur le développement et la commercialisation
de produits à haute performance qui tiennent compte des enjeux sociétaux et
environnementaux. Cette stratégie se décline en particulier dans la business area
Advanced Filtration dont les applications sont par exemple les bandelettes pour
tests de grossesse et tests sanguins ou encore les filtres pour la purification de
l’eau et de l’air.
16
Arjowiggins : la mise au point de produits à haute valeur
ajoutée
Arjowiggins, détenu à 100% par le groupe Sequana est leader mondial de
la fabrication de papiers techniques et de création. Sur les quatre activités du
groupe, deux sont présentes en Isère sur le site de Charavines :
• l’activité papier de création pour la communication d’entreprise, le packaging
de luxe, la publicité, les étiquettes, les couvertures de livre et le papier casting
(papiers pour moule pour la production de cuir synthétique), etc.
• l’activité papier de sécurité pour les visas, les tickets restaurant, les billets de
banque, les passeports, les tickets pour les grands événements…
En plus de ses activités de production, Arjowiggins Creative Papers a un site de
R&D à Rives qui travaille en open innovation sur la mise au point de nouveaux
produits à haute valeur ajoutée, à l’instar de PowerCoat ®, un papier support
pour l’électronique imprimée.
Stratégie du groupe Sequana :
Le groupe Sequana a décidé de réorganiser sa filiale de production de papiers
Arjowiggins, ce qui va provoquer la cession de deux sites de production en
France, dont l’usine de Charavines en Isère.
Munksjö : le groupe papetier suédois se développe en Isère
Le groupe papetier suédois Munksjö est présent en Isère depuis 2011 où il
emploie 220 personnes. Il se développe dans le département à travers le rachat
d’entreprises existantes : En 2011, Munkjsjö a racheté le centre de R&D de la division papier abrasif et
décors d’Arjowiggins situé à Apprieu. Ces papiers sont par exemple utilisés pour
le ponçage (papier abrasif), et pour tapisser les meubles en contreplaqué et les
parquets flottans (papier décors). En 2013, Munksjö a racheté le site de production de papier pour silliconage
d’Ahlstrom à Pont-Evêque. Ces papiers entrent dans la fabrication d’étiquettes
autocollantes (étiquettes de bouteilles…), et dans la mise au point de rubans
adhésifs ou de matériaux auto-adhésifs utilisés dans l’électronique, la téléphonie,
l’automobile…
Vicat : les activités de sacherie et de papeterie du cimentier
Vicat, groupe cimentier international d’origine iséroise, est propriétaire des Papeteries
de Vizille où il emploie 170 salariés. Il y produit des sacs en papier kraft, dont une
partie est destinée à sa propre consommation. En plus de son activité de sacherie
(80 millions de sacs de ciment produits par an), les Papeteries de Vizille produisent
des papiers spéciaux à destination des marchés de l’emballage alimentaire, du
luxe, de l’édition et des papiers de sécurité très techniques.
Avec 160 hectares, Vicat est aussi le premier propriétaire forestier de l’Isère.
17
Allimand et ABK: des équipementiers présents sur des
marchés internationaux
Parmi les acteurs industriels du secteur de la papeterie, on compte aussi en
Grenoble-Isère deux concepteurs et constructeurs de machine à papier : la
PME familiale Allimand, qui emploie 300 salariés à Rives et ABK qui emploie
60 personnes à Tullins. Ces équipementiers s’adaptent aux innovations des
papetiers et sont à l’initiative de certaines d’entre-elles.
Les deux PME réalisent la majeure partie de leur chiffre d’affaire à l’export
(80% du chiffre d’affaire d’Allimand et 98% du chiffre d’affaire d’ABK) mais
s’appuient sur le tissu local pour leurs activités de R&D.
Le chimiste Arkema : un fournisseur de
l’industrie papetière
L’usine Arkema de Jarrie, au Sud de Grenoble, est aujourd’hui
une des plus grosses unités de fabrication d’eau oxygénée au
monde : 340 salariés y travaillent.
Le peroxyde d’hydrogène ou eau oxygénée est utilisé par
l’industrie papetière pour le blanchiement de la pâte à papier.
18
Des organismes de formation
uniques en Europe
Grenoble INP-Pagora : l’école internationale du papier, de la
communication imprimée et des biomatériaux
Grenoble INP – Pagora fait partie des six écoles d’ingénieurs de Grenoble INP,
N°2 français dans le classement du QS World University Ranking 2013. Certifiée
Qualité-Sécurité-Environnement et engagée dans le développement durable,
l’école forme des ingénieurs pour les secteurs liés à la chimie verte, au papier,
à l’impression, à l’emballage, aux biomatériaux et à l’électronique imprimée.
L’école dispense aussi deux licences professionnelles relatives au monde des
médias : « Flux numériques, productions & édition d’imprimés » et « Ingénierie de
la communication imprimée industrielle européenne ».
• Une école fortement investie dans la recherche par le biais du laboratoire
LGP2 et grâce à des équipements de haute technologie.
•
Une école tournée vers les industriels avec un Centre de formation d’apprentis
(CFA Agefpi) et des partenaires comme Arkema, Dow Corning, Roquette, Solvay,
JRS Rettenmaier, Lafarge, Tembec, Arjowiggins, L’Oréal, Tetra Pak, Condat, Air
Liquide….
•
Une école ouverte sur l’international avec un Post Master sur la chimie
verte dispensé en langue anglaise et une moyenne de 20% des étudiants qui
trouvent un emploi à l’étranger.
L’école doctorale IMEP-2 : Ingénierie – Matériaux Mécanique,
Energétique, Environnement, Procédés, Production
L’école fait partie des 14 écoles doctorales de l’Université de Grenoble et
rassemble environ 500 doctorants dans les spécialités suivantes :
• Mécanique des fluides, Energétiques, Procédés
• Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
• Génie Industriel.
L’école IMEP-2 héberge l’école doctorale européenne IDS FUNMAT sur le
thème des matériaux fonctionnels pour l’énergie, la santé et les technologies de
l’information.
19
Des structures pour accompagn
technologique
DES PLATEFORMES TECHNOLOGIQUES ET DES ÉQUIPEMENTS
IntechFibres et TekLiCell sont des espaces d’accueil à destination des
entreprises et des chercheurs avec :
• des équipements de laboratoire pour reproduire les procédés industriels
• des pilotes pour faciliter le transfert vers l’industrie.
IntechFibres
Le partenariat InTechFibres entre FCBA et le CTP, porte, notamment, sur l’extraction, la
caractérisation et la modification des matières ligno-cellulosiques et de leurs dérivés.
Les travaux conduits au sein d’IntechFibres sont axés sur la valorisation des principales molécules
contenues dans les matériaux lignocellulosiques : lignines, hémicelluloses, cellulose et matières
extractibles.
Exemples d’équipements pilote pour :
• la production de pâtes mécaniques,
• la production de microfibrilles de cellulose,
• le raffinage,
• l’extraction (fibres et molécules),
• le blanchiment des fibres,
• l’analyse des fibres…
TekLiCell
Grenoble INP, Grenoble INP-Pagora et le Centre Technique du Papier ont été à l’initiative de
la plateforme TekLiCell qui leur a permis de valoriser leurs moyens technologiques sur deux
thématiques prioritaires :
•
•
papier intelligent et impression du futur,
biomatériaux, bioénergie et bioprocédés.
Cette plateforme a permis de porter un projet commun PolyNat avec le CNRS, et d’être labellisée
Institut Carnot.
Les équipements pilotes pour :
•
•
•
•
l’extraction et la production de fibres à partir de bois et de matière recyclée,
la modification et la fonctionnalisation de fibres,
le traitement des matériaux fibreux par chromatogénie et plasma,
l’impression industrielle.
Les laboratoires pour :
• la caractérisation des fibres, papiers et enduits,
• l’électronique imprimée.
20
ner le transfert
LES INSTITUTS CARNOT AU SERVICE DE L’INNOVATION
Les
•
•
•
Instituts Carnot ont une triple mission :
favoriser le transfert de technologie,
favoriser le partenariat entre les laboratoires publics
et les entreprises
favoriser le développement de l’innovation.
L’Institut Carnot PolyNat
Dédié à l’écoproduction de matériaux biosourcés fonctionnels à haute valeur
ajoutée depuis le laboratoire jusqu’à la production industrielle.
Les membres sont : Le Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (Cermav), le Centre
Technique du Papier (CTP), le Laboratoire de Génie des Procédés Papetiers
(LGP2), le Laboratoire Rhéologie et Procédés (LRP), le Laboratoire Sols, Solides,
Structures, Risques (3SR).
L’Institut Carnot Energies du Futur
Dédié au développement de solutions innovantes dans le domaine des nouvelles
technologies de l’énergie (NTE).
Exemple de projet : Enerlig est conduit au sein de l’Institut Carnot Energies du Futur autour d’une
bioraffinerie papetière. Il vise la valorisation de la liqueur noire (résidu de la
papeterie) en une énergie valorisable et stockable.
Les membres sont : Grenoble-INP, le CEA-Liten, l’UJF, le CNRS.
21
ACCOMPAGNER LE TRANSFERT DE TECHNOLOGIE ET ENTREPRENEURIAT
GATE 1 : Grenoble Alpes Technology and Entrepreneurship
GATE 1 accompagne les projets en maturation, incubation et croissance avec l’objectif d’accélérer
leur entrée sur le marché dans les meilleures conditions possibles.
Les projets Papel, Inofib et les start-up BT3 Technologies et Elicityl ont bénéficié des services de
GATE 1 : formation, maturation technologique, conseil, structuration (montage d’équipe, business
plan, business modèle, roadmap stratégique, marketing stratégique de l’innovation, argumentaire
produit), accès à des financements et à un réseau, préparation au concours d’entreprises
innovantes du ministère de la recherche.
Avec 170 entreprises créées, 1 500 emplois générés et 150 millions d’euros levés, GATE 1
contribue au transfert de technologie et au développement économique de son territoire.
LE PÔLE DE COMPÉTITIVITÉ CHIMIE ET ENVIRONNEMENT
Axelera
Axelera coordonne les acteurs de l’industrie, de la recherche et de la formation
en chimie et en environnement avec l’ambition de faire émerger des solutions
innovantes et compétitives pour l’industrie dans le but de créer de la valeur.
Le pôle de compétitivité, classé parmi les pôles très performants par l’Etat,
accompagne plus de 200 entreprises dont deux tiers sont des PME et TPE.
Axelera propose à ses membres :
• des services d’accompagnement à l’innovation tels que l’accompagnement
personnalisé sur les projets de R&D collaboratifs,
• des services d’accompagnement au développement économique et
international,
• des services transversaux (mise en réseau, accompagnement au financement
privé…)
Axelera a participé à la réalisation du présent document.
22
Les compétences des acteurs isérois autour
des composés ligno-cellulosiques
S T A R T - U P
Acteurs
Activité
Tranche
d’effectifs
Traitement des matériaux cellulosiques par chromatogénie
5–10
Ingénierie et production de sucres complexes
5–10
Commercialisation de MFC et de MFC fonctionnalisées
<5
Solutions d'emballage associant matériaux cellulosiques et matières plastiques
<5
Localisation
BT3 technologies
Grenoble
Elicityl
Crolles
Inofib
Grenoble
VirginBioPack
Eybens
R E C H E R C H E
Localisation
Activité
Tranche
d’effectifs
3SR*
St-Martin d’Hères
Laboratoire Sols, Solides, Structures, Risques. Son équipe « Mécanique et Couplages
Multiphysiques des Milieux Hétérogènes » (CoMHet) est impliquée dans l'institut
Carnot Polynat,
10–20
CEA-Leti, DTBS,
SBSC
Grenoble
Deux équipes de recherche du SBSC (Service Bio System on Chip) au sein du Département Micro Technologies pour la Biologie et la Santé (DTBS) mènent des projets
pour mettre la cellulose au service d'applications médicales
0–10
Cermav*
Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales
100–150
CTP*
Centre Technique de l'Industrie des Papiers, Cartons et Cellulose
100–150
FCBA
Centre Technique Forêt, Cellulose, Bois-construction et Ameublement
10–20
LGP2*
Laboratoire Génie des Procédés Papetiers
50–100
LRP*
St-Martin d'Hères
Laboratoire Rhéologie et Procédés
Acteurs
50–100
* membres de l’Institut Carnot PolyNat
I N D U S T R I E L S
Acteurs
Localisation
Activité
Tranche
d’effectifs
Concepteur et constructeur de machines pour les industries du papier
50–100
Papetier : activités de R&D et de production
150–250
Concepteur et constructeur de machines pour les industries du papier
300–350
150–250
Producteur d'eau oxygénée
300–350
150–250
ABK
Tullins
Ahlstrom
Pont-Evêque - Brignoud Champ Près Froges
Allimand
Rives
Arjowiggins
Charavines - Rives
Arkema
Jarrie
Munksjö
Apprieu - Pont-Evêque
Solvay
Roussillon
Production d'un plastique biosourcé à base d'acétate de cellulose
<5
Vertaris-Delion
Voreppe
Producteur de pâte à papier recyclée de forte blancheur
50–100
Vicat–Papeteries de
Vizille
Vizille
150–250
F O R M A T I O N
Acteurs
Localisation
Activité
Tranche
d’effectifs
Grenoble-INP Pagora
Ecole internationale du papier, de la communication imprimée et des biomatériaux
> 200
étudiants
IMEP-2
Ecole doctorale : Ingénierie - Matériaux Mécanique, Energétique, Environnement, Procédés, Production
> 400
doctorants
23
Grenoble-Isère, France:
l’intelligence du futur
ÂÂ 5ème ville la plus inventive au monde selon le
magazine Forbes (juillet 2013)
ÂÂ La plus forte densité d’emplois en recherche de
France
ÂÂ Un territoire ouvert à l’international : 4 emplois
industriels sur 10 sous pavillon étranger ;
Etats-Unis, Allemagne et Royaume Uni en tête des
pays investisseurs
L’Agence d’Etudes et de Promotion de l’Isère (AEPI)
Acteur du développement économique du
département de l’Isère
L’AEPI a pour mission de promouvoir Grenoble et l’Isère au niveau national et international afin d’attirer de nouvelles entreprises
dans le département.
L’AEPI : un lien entre l’Isère et le monde. L’agence investit particulièrement aux Etats-Unis et en Europe et démultiplie
ses actions en Asie avec le soutien de l’Agence Française pour les Investissements Internationaux (AFII).
Depuis 15 ans, l’AEPI a accompagné et aidé à l’implantation de 420 entreprises françaises et
étrangères et à la création de 9 600 emplois.
Sa valeur ajoutée ? Créer les conditions favorables pour détecter, attirer, implanter et ancrer des activités productives
sur le sol isérois. Le positionnement stratégique de Grenoble-Isère, à la croisée de l’Industrie, de la Recherche et de la
Formation fait du territoire isérois le lieu idéal pour qui veut créer, entreprendre et investir. L’Agence, par une approche
d’ingénierie territoriale et une connaissance remarquable des acteurs du terrain, accompagne les collectivités et
conseille les entreprises sur leur projet de développement en Isère.
L’AEPI dispose d’un observatoire économique, clé de voûte qui permet la réalisation d’études sur les grandes
filières économiques, le renouvellement des activités industrielles et l’évolution des caractéristiques économiques
des territoires de l’Isère. L’AEPI contribue ainsi activement au développement économique du département.
Agence d’Etudes et de promotion de l’Isère
1, place Firmin Gautier – 38027 Grenoble Cedex 1 – France
Tél : 04 76 70 97 18 – Fax : 04 76 70 97 19 – Email : [email protected]
AEPI - Juin 2014.
Photos : Arjowiggins Creative Papers, CTP-TekLiCell-A.Chézière, Akerma-Usine de Jarrie, Pierre Jayet, Ahlstrom, BT3-O.Paquet-O, BT3-O.Muquet, CTP, Lara Jabbour, Solvay
Acetow, Polynat-A.Chézière, FCBA, Vicat, Fotolia

De la papeterie à l`impression du futur

Transcription

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