Réalité des valorisations des fibres végétales en...

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Réalité des valorisations

des fibres végétales en matériaux

L’enjeu de la structuration

d’une filière fibre techniques chanvre et lin

//upload.wikimedia.org/wikipedia/fr/f/f7/Os%C3%A9o.jpg

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FRD : Créateur de filières

SAS

459 000 € de capital

9 collaborateurs

Un laboratoire d’extraction, caractérisation

des fibres végétales

Un réseau de recherche national :

30 centres techniques et laboratoires

Chanvre

Lin fibre

Lin oléagineux

Bois

Autres plantes à

fibres

Fédérateur de 15 % de la production

française de plantes à fibres

50 % des surfaces de chanvre

15 % des surfaces de lin fibre

25 % des surfaces de lin oléagineux

10 % des surfaces de miscanthus

15 % des surfaces boisées

Europe : 2ème bassin de production mondial

France : 80 % production européenne

Renforts

Liants végétaux


Unique plateforme européenne dédiée à l’extraction mécanique

et à la caractérisation des fractions végétales

Obtention de fractions végétales à façon

Analyses de ces fractions

Centre de compétences de R&D

Formulation de matériaux incorporant des fibres végétales

Maîtrise du fractionnement et de la fonctionnalisation

Caractérisation et management de la qualité de ces fractions

Connaissance de la disponibilité de la ressource et de sa mobilisation


Producteurs de

fibres végétales

- Possèdent les

ressources

- Souhaitent une

valorisation

technique de leurs

fibres

- Ont peu de lien

avec l’industrie

Industriel des

matériaux

- Ont peu de

compétences sur les

fibres végétales

- Souhaitent un

interlocuteur

clairement identifié

(volume, qualité,

régularité, préforme,

formulation)

FRD : un rôle d’intermédiaire

FRD

- FRD offre une visibilité

commerciale aux producteurs de

matière première vers des

utilisations techniques des fibres

végétales

- FRD offre une assurance

qualité

aux industriels utilisateurs de fibres

- FRD interprète les contraintes

respectives des producteurs et des

industriels


Des projets applicatifs

Industrialisation de matériaux d’isolation ISOL

Développement de mortiers et bétons végétaux APBTP

Formulation de matériaux composites thermodurs FINATHER

Fourniture d’une gamme de fibres et renforts végétaux à destination des

marchés de l’isolation, des bétons, de la plasturgie et des composites

SINFONI

S’appuyant sur une base de connaissance : qualification des

matières

Maîtrise de la variabilité des performances MAPROFI

Un 1er portefeuille de projets structuré (8,5 Mio€)

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Fibres végétales


Les fibres végétales

FIBRES

VEGETALES

Chanvre

Lin

Jute

Ramie

Kénaf

Bambou

Sisal

Abaca

Coton

Kapok

Tige

Feuille

Graine

Fruit Coco


UE

28 KT de Chanvre

254 KT de Lin

BANGLADESH 908 KT de Jute

INDE 1 520 KT de Jute

389 KT de Coco

158 KT de Kenaf

CHINE 101 KT de Kenaf

48 KT de Sisal

VIETNAM 17 KT de Kenaf

TANZANIE 28 KT de Sisal

KENYA

24 KT de Sisal

MEXIQUE 18 KT de Henequen

PHILIPPINES

68 KT d’ Abaca EQUATEUR

12 KT d’Abaca

SRI LANKA 73 KT de Coco

THAILANDE

40 KT de Coco

BRESIL 126 KT de Sisal

17 KT de Kenaf

Hors coton et bois – 2001/2008

Gisement mondial de fibres végétales

Source : FRD / FAO 2010


Europe : lin et chanvre

200 000 T

(fibres)

Valorisation :

- Fibre

- Moëlle

Fibres Moëlle


Fibres [dm] Fibres [cm-mm] Fibres

végétales

France 93 000 T 76 000 T 169 000 T

Belgique 17 000 T 8 000 T 25 000 T

Pays-Bas 3 500 T 4 000 T 7 500 T

Europe 115 000 T 93 000 T 208 000 T

2001-2008

Gisement européen de fibres végétales

Avec les 115 000 hectares annuels

moyens cultivés en plantes à fibres :

80 %

Sources : FRD / Interchanvre, Commission Européenne


Vers une nouvelle sémantique …

Source : FRD


Intérêts et domaines

d’application


Avantages / inconvénients

Propriétés mécaniques

Allègement

Amortissement

Isolation

Régulation hygrométrie

Abrasivité

Matière renouvelable

Bilan CO2

+

Prix

Gamme disponible

- Variabilité

Absorption / Désorption en eau

Biodégradabilité

+/-

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Cloisonnement

Isolation phonique

Isolation thermique

Menuiserie

Bâtiment

Source : FRD

http://www.panneaudepaille.com/panneau-de-paille-Archerie-7.html


3 secteurs à forte contrainte

prix, et contrainte de

performance moyenne

– Automobile (31 %)

– Bâtiment (14 %)

– Electricité (10 %)

2 secteurs à contrainte

performance / prix modérée

– Ferroviaire (2 %)

– Nautisme (3 %)

3 secteurs à performance

élevée et contrainte prix

modérée

– Aéronautique (22 %)

– Sport et loisir (10 %)

– Médical (2 %)

Transport et autres domaines

© Oxylane

Source : FRD / Nodal


0%

20%

40%

60%

80%

100%

15 % de croissance annuelle

en Europe

Non tissés bien implantés

Plasturgie en devenir

Ouate de cellulose, Laines de bois >>

Laines de chanvre et de lin

Comportement en centrale béton

Bétons d’isolation thermique ou phonique

Nœuds technologiques

à maîtriser pour développer ces

secteurs

Maturité des développements

Isolants

Automobile

Bétons

WPC

Source : FRD


Lame creuse Lame pleine Complexe aluminium

+ 15 % / an

Imputrescible

Prix compétitif

Allemagne, Autriche,

Benelux, France

Propriétés mécaniques (facteur de forme)

Vieillissement

Dimension (profilés)

2002 = 70 000T 2010 = 193 000 T 2014 = 350 000 T

WPC

Source : FRD


Ouate de cellulose Laine de bois Laine de chanvre

+ 4 % / an

RT 2012 / 2015 / 2020

Réglementation

Phonique naissante

Prix / Economie d’échelle (procédés / distribution)

Coûts de transports (compaction / décompaction)

Fonctionnalisation (eau, feu)

Isolants

Source : FRD


Maturité

technologique

Taille

de marché

Murs Banchés Blocs Murs préfabriqués

RT 2012

Confort thermique

Régulation hygromètrie

Prix > 30 – 50 %

Interface

Vieillissement

Granulat

Phonique

Centrale béton

Porteur

Phonique

Murs projetés

Bétons végétaux

Source : FRD


Pièces injectées

Produits non-tissés

Automobile

© PSA

© Faurecia

© AFT © AFT

© Faurecia - PSA

© Ecotechnilin


Schéma de développement et d’adoption d’un nouveau matériau dans l’industrie automobile

Pièces structurelles

non visibles non

sécurité

Pièces qui ne sont pas

au contact de

l’utilisateur:

- Garniture de porte

- Conduit d’air

Pièces structurelles

non visibles mais de

sécurité

Pièces qui ne sont pas

au contact de

l’utilisateur mais qui

ont une vocation de

renfort et jouent un rôle

dans la sécurité du

passager

Pièces visibles et de

sécurité

Pièces au contact de

l’utilisateur qui doivent

répondre à des normes

spécifiques avec des

matériaux qui ne

doivent pas se rompre

ou faire des éclats

1 2 3

Pièces d’extérieur

- Poutre de chassis - Bouclier 4

En cours pour les

fibres végétales

Automobile

Source : FRD


Un enjeu

de structuration de filière


Fibres [cm]

Granulats

[mm-cm]

Fibres [dm]

Fibres [mm]

Farines

[μm-mm]

ch

arg

e

ren

fort

Isolation Béton Thermo-

plastique

Thermo-

dur

Utilisation actuelle

Utilisation envisageable à MT/LT

Quelles matières pour quels usages ?

Source : FRD


Isolation Béton Thermo-

plastique

Thermo-

dur

miscanthus chanvre lin

oléagineux lin fibre

Utilisation actuelle

Utilisation

envisageable à MT/LT

Fibres [cm]

Granulats

[mm-cm]

Fibres [dm]

Fibres [mm]

Farines

[μm-mm]

ch

arg

e

ren

fort

Quelles matières pour quels usages ?

Filière organisée

Filière en cours

d’organisation

Source : FRD


Un enjeu de création de valeur

2001-2008

Sources : CIPALIN, FNPC, SESSI, FAO, INSEE

0,00 €

250,00 €

500,00 €

750,00 €

1.000,00 €

1.250,00 €

1.500,00 €

1.750,00 €

2.000,00 €

2.250,00 €

0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000

LIN

Fibres longues

LIN Etoupes

CHANVRE

Fibres

LIN

Anas

LIN Poussières

FIBRES DE VERRE

Fibres Jute importées

Chènevottes

CHANVRE Poudre

(tonnes)

Source : FRD


Un modèle robuste : la fibre de verre

Bâtiment

Rouleaux Panneaux

Composites

Fibres techniques Non tissés Renforts

Fibres broyées

Fibres coupées (BMC)

Fibres coupées (thermoplastiques)

Rovings pour découpe

Rovings pour injection fibres longues

Rovings pour SMC/BMC

Rovings pour pultrusion

…

Unidirectionnels

Multiaxiaux

Tissés

Source : FRD

Les industriels des matériaux utilisent inégalement les fibres végétales selon les marchés. Les avantages de ces produits séduisent massivement et augmentent les perspectives de leur utilisation dans l’ensemble des secteurs. Les marchés sont aujourd’hui prêts à valoriser des matériaux à base de fibres végétales .

Les industriels des matériaux recherchent des fibres et renforts prêts à l’emploi, respectant des cahiers des charges précis à qualité constante

C’est à l’offre de s’organiser pour : Dynamiser le marché Rendre accessibles les matières et les technologies Rassurer les industriels des matériaux (standards, disponibilité, prix) Lever les verrous technologiques : adhésion des fibres / matrices, tenue à

l’eau, niveau de performance garantie, durabilité des performances

Une structuration de filière nécessaire associant l’ensemble des maillons de la chaîne de valeur

Enjeux industriels et technologiques

27 Présentation Publique SINFONI

SINFONI : projet de structuration des filières LIN et CHANVRE à usage matériaux

Garantir aux industriels d’application la disponibilité en volume et en prix d’une gamme de fibres et renforts

Fournir des matières végétales à performance optimisée et différenciante par cahier des charges d’application cible

Certifier que la chaîne d’approvisionnement amont respecte des standards de qualité, avec la mise en œuvre d’une démarche de traçabilité

Fournir des matières apportant des gains environnementaux démontrés.

Concrétiser l’attractivité des fibres végétales

dans le monde industriel



Une filière de production industrielle structurée

Itinéraires de productions donnés

Sites de production de fibres de qualité homogènes

Stockage pluriannuel pour assemblage

Sites de production pouvant produire la totalité des renforts

Produits sous label collectif

Système de management de la qualité

Contrat de filière d’approvisionnement

Une plateforme de compétences favorisant le transfert des développements ancrée au sein des Pôles de compétitivité labellisateur

Un projet qui capitalise les efforts passés et facilitera / démultipliera les projets en cours

Fibres

Renforts



4 Objectifs

1. Organiser l’offre de production de fibres / granulats / renforts végétaux à une échelle industrielle dans le cadre d’un Label collectif

2. Améliorer la maîtrise des performances : fractionnement, fonctionnalisation, mise en formes, standards de production, base de données, modélisation de performance

3. Démontrer ces innovations dans le cadre d’applications industrialisables et commercialisables : Isolation, Béton, Composites

4. Disséminer et Transférer les connaissances : création d’un Club d’intérêt, mise en réseau des compétences techniques dans une logique de Plateforme

14,5 M€ de budget, 20 partenaires, 4 Pôles labellisateurs

30



La gamme de Fibres Courtes

NATHERM-G

NATHERM-F

GREEN

Mise en forme textile

Bétons ISO

LA

TIO

N

FIBRA Injection / Extrusion

mm-cm

µm-mm

cm

mm

RE

NF

OR

T

CH

AR

GE

COMPOUNDS

mm

Injection / Extrusion

BMC

Injection / Extrusion

Gamme Procédés


La gamme de Renforts

ROVINGS

MULTIAXIAUX

UNI-

DIRECTIONNELS

TISSUS

Pultrusion

Enroulement filamentaire

Spray-up

Infusion

Moulage au contact

Thermo-compression

SMC

RTM

Pultrusion

cm-dm

NON-TISSES

RE

NF

OR

T

Gamme Procédés


FRD : expertise du champ au produit final

Champ 1e

transformation 2e transformation 3e transformation Produit

Substitution fibres organiques et minérales

Conception de matériaux

Amélioration des performances

Optimisation des coûts

Maitrise de la qualité

Garantie de l’approvisionnement

Analyse potentiel matériaux


Pierre BONO

Directeur Général - FRD

Tel : 03 25 83 41 90

Mel : [email protected]

Merci de votre attention …

Fibres Recherche Développement®

Technopole de l'Aube en Champagne

Hôtel de Bureaux 2 - B.P. 601

F-10 901 TROYES cedex 9

Tel: +33 3 25 83 41 90

Fax: +33 3 25 83 46 14

Le Catalogue

Fibres et Renforts végétaux

solutions composites est

téléchargeable sur :

www.f-r-d.fr

www.agrobiobase.com

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