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Fibres papetières & biocomposites

Publié le 8 juin 2018
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Publication - Parution

L’utilisation de fibres papetières dans les biocomposites apparaît aujourd’hui comme une solution valorisante tant au niveau écologique que financier

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Les matériaux composites font partie de notre quotidien. Constitués d’au moins deux composants – une matrice et un renfort, la plupart du temps fibreux –, ils ont des propriétés remarquables pour des usages dans des domaines aussi divers que l'automobile, le BTP, l'aéronautique ou encore le mobilier.

Avec le développement des matériaux biosourcés, les biocomposites – des composites dont l'un des composants au moins est issu de la biomasse – connaissent un essor suffisamment significatif pour représenter un marché potentiel pour l’industrie des matériaux. Le recours aux fibres papetières d'origine végétale pour la fabrication de ces biocomposites s’inscrit parfaitement dans la volonté actuelle d'exploiter des matériaux plus "verts" c'est-à-dire conçus à partir de ressources naturelles renouvelables et recyclables. L’industrie n’a pas attendu cette prise de conscience écologique pour intégrer des fibres papetières dans les matériaux : les premiers biocomposites, à matrice phénolique et renfort de fibres de cellulose, datent en effet de 1908. L’urée et la mélamine ensuite utilisées comme matrices obtiennent dans les années 1940 le statut de commodité, avec des matériaux constitués de fibres de verre dans des polyesters insaturés. Durant la Seconde Guerre mondiale, en raison de la pénurie d’aluminium, l’armée britannique incorpore des fibres de lin imprégnées de résine phénolique dans le fuselage de ses avions Spitfire. En 1942, l'Américain Henry Ford propose le premier prototype d'automobile en composite à base de fibres de chanvre et de résine de fèves de soja. De même, entre 1950 et 1990, l’URSS développe la Traban, première voiture fabriquée à partir de fibres naturelles produite à grande échelle.

En parallèle, les composites à base de fibres synthétiques – des fibres de verre notamment – envahissent le marché et ce n'est que depuis les vingt dernières années que se manifeste un regain d’intérêt pour les fibres naturelles. En effet, bien qu'apparues très tôt dans le secteur des composites, les fibres naturelles ont peiné à s’imposer en raison de contraintes supplémentaires notamment en matière de gestion des stocks, et d'une moindre technicité par rapport au verre. C'est pourquoi le marché des composites fibreux est aujourd’hui dominé à 95% par les fibres de verre. Néanmoins, l’utilisation de fibres papetières dans les biocomposites apparaît aujourd’hui comme une solution valorisante tant au niveau écologique que financier, grâce à des arguments de taille : meilleur bilan environnemental, légèreté des matériaux et faible coût des matières premières. C’est ce fort potentiel de développement qui motive cette étude qui tente de répondre aux questions suivantes : quelle part du marché des composites occupent les fibres papetières ? Quelles sont leurs caractéristiques par rapport aux fibres synthétiques ? Quelles évolutions économiques peut-on en attendre ?

Ce rapport présente les aspects techniques et économiques du secteur, en recensant les différents types de fibres papetières et leurs propriétés, en les comparant avec les fibres de verre, et en étudiant leur mise en forme. Le cycle de vie des biocomposites fibreux est analysé ainsi que l’état du marché et ses évolutions possibles.

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Mémoire de veille technologique & intelligence économique

Fibres papetières & biocomposites


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Rédigé par Anne Pandolfi

mise à jour le 8 juin 2018

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes