Innovation : La révolution des agrocomposites

Par  - Publié le | L'Usine Nouvelle n° 3302

  Le lin et le chanvre vont bouleverser l'univers des matériaux composites. Des agriculteurs aux grands industriels, toute une filière d'excellence sort de terre...

C'est bien, mais tu ne vas quand même pas mettre du fumier dans nos voitures ! » Authentique, l'anecdote est rapportée par un industriel qui tentait, au début des années 2000, de vendre des pièces composites constituées de fibres naturelles à un équipementier automobile. Elle semble aujourd'hui appartenir à un autre âge. Pour preuve, Alstom Transport équipera, d'ici à deux ans, ses nouvelles rames TGV de panneaux et de cloisons en lin composite. Dans quatre ans, des éléments extérieurs, dont le « nez » des locomotives, seront fabriqués à partir du même matériau. De même, PSA Peugeot Citroën commercialisera d'ici là, pour la première fois, des voitures comprenant des pièces de sécurité en chanvre composite, notamment un tableau de bord complet.

Ces deux exemples ne sont pas des exceptions. Renault, Faurecia, Bombardier, Airbus, Zodiac Aerospace, Eurocopter... Tout un pan de l'industrie finale, en particulier celle des transports, se tourne vers les fibres naturelles pour des applications de haute technicité. À l'autre bout de la chaîne, du côté des producteurs de fibres naturelles et des centres de recherche, c'est l'effervescence. « On assiste à un basculement culturel, assure Karim Behlouli, le directeur général d'Ecotechnilin, une PME d'Yvetot (Seine-Maritime) qui fournit des pièces en lin composite pour l'automobile. Le lin est entré dans le cahier des charges des grands industriels, il est identifié. » En réalité, c'est toute une branche industrielle, des producteurs aux utilisateurs finaux, qui sort de terre en France.

 

Percée technologique

Notre pays est assis sur un tas d'or végétal ! Premier producteur de fibres naturelles en Europe, avec une production de 169 000 tonnes par an, soit 80% de la production du Vieux Continent, la France est aussi le premier producteur de lin... au monde. Quel est le point commun entre le lin et le chanvre ? Des performances mécaniques qui permettent à ces fibres végétales, une fois liées à des résines polymères, de concurrencer les matériaux composites traditionnels. Elles bénéficient toutes les deux d'un outil industriel de valorisation efficace déjà en place, mais longtemps cantonné à des applications à faible valeur ajoutée, notamment dans la construction (isolation, profilés de fenêtre, bardages, plinthes...). Aujourd'hui, les acteurs du lin et du chanvre opèrent une véritable percée technologique.

« Auparavant, l'industrie s'intéressait surtout à valoriser les déchets du lin et du chanvre. Les plasturgistes ont commencé à regarder ce qu'ils pourraient faire pour aller plus loin. Cela signifiait obtenir de réelles performances et créer un nouveau modèle économique dans lequel l'amont tiendrait compte des besoins de l'aval », raconte Marc Audenaert, le vice-président chargé des projets de développement au sein de l'association Fimalin, également responsable du programme R et D collaborative chez Arkema, qui fournit des résines pour les composites.

Pour comprendre l'émergence de cette démarche, il faut revenir au tournant des années 2000. Alors en perte de vitesse sur leurs marchés traditionnels, notamment le textile, les producteurs de lin et de chanvre ont cherché à développer des applications à plus haute valeur ajoutée. Pendant plus de dix ans, laboratoires, universités, agriculteurs et plasturgistes, à l'image d'AFT Plasturgie, ont planché ensemble. Leur pari est désormais en passe d'être tenu. Ils ont mis en avant l'atout de ces fibres naturelles qui ont une faible densité tout en offrant de bonnes propriétés mécaniques. Cela leur permet de concurrencer les fibres de verre, encore dominantes dans le monde des composites.

« Ces fibres présentent de nombreux intérêts environnementaux : allégement des véhicules, meilleure analyse du cycle de vie et moindre dépendance aux aléas du prix du pétrole », explique Laurence Dufrancatel, la responsable du développement des biomatériaux chez Faurecia. Les constructeurs automobiles sont soumis à des objectifs européens de recyclabilité (un taux de 95% doit être atteint en 2015, contre un peu plus de 85% aujourd'hui) et d'émission de gaz à effet de serre (un seuil de 130 g CO2/km est fixé pour 2015). « Notre projet de recherche Nafi (Natural fiber for injection), lancé en 2008, nous a permis de mettre au point des pièces en lin composite avec un gain de masse de 25% », précise Laurence Dufrancatel. Depuis plusieurs années déjà, Faurecia s'est tourné vers ce type de fibres pour des applications secondaires. Le projet Nafi ouvrira une nouvelle ère, celle du lin composite adapté aux technologies de l'injection plastique pour des pièces de sécurité, mettant au placard celle de la simple compression jusque-là mise en oeuvre. Parmi les futures applications envisagées : des planches de bord, des conduites d'air ou des panneaux de portes.

 

Diversité d'applications

La filiale transport d'Alstom croit également beaucoup dans le développement du lin. « Nous avons lancé plusieurs programmes collaboratifs, notamment Finather avec PSA, commente Véronique Andries, la responsable écoconception du groupe. À terme, toutes nos applications composites pourraient être fondées sur l'utilisation du lin. » Les contraintes d'allégement dans le ferroviaire sont, certes, moindres que dans l'automobile.

Les industriels des sports et loisirs sont, eux, séduits par le lin pour ses qualités d'absorption des vibrations. Le groupe Oxylane (Décathlon), qui a déjà sorti toute une gamme de raquettes en lin composite, pourrait bientôt étendre ce matériau aux cannes à pêches, aux skis, aux vélos...

Des start-up émergent sur ce créneau, à l'image de Notox, créée en 2006, qui fabrique des planches de surf avec du lin et de la résine époxy. Ses dirigeants prévoient d'investir dans une première usine qui devrait voir le jour en 2013, dans le Sud-Ouest, là où se trouve l'industrie française du surf, industrie qui utilise principalement des matières issues du pétrole pour la fabrication de ses produits.

Maintenant que l'industrie en aval saute le pas, celle en amont va devoir tenir ses promesses. Et pour cela, relever de nombreux défis. « En amont, les acteurs du lin et du chanvre doivent garantir la reproductibilité des performances de leurs fibres et assurer leur approvisionnement », estime Marc Audenaert. Pas facile pour une filière agricole atomisée, constituée de milliers de producteurs. Les travaux effectués par certaines universités (Caen, Rouen, Le Havre) et la coopérative Terre de Lin, qui opère des croisements entre les différentes espèces de lin et teste plusieurs types de cultures, ont toutefois contribué à réduire le niveau de variabilité des performances des fibres.

 

Améliorations et défis

En ce qui concerne la première transformation des fibres, beaucoup de chemin a été parcouru. « Après quatre années de travaux, nous sommes parvenus à mettre au point de longs rubans de fibres de lin sans torsion, contrairement à ce qui se fait dans le textile », se réjouit Marc Depestele, le président du groupe éponyme. Ce projet Lint (Lin technique), mené avec des industriels et des centres de recherche, a abouti à une avancée de taille : des assemblages de rubans entrecroisés, constitués de fibres courtes, plats et ultra-résistants, dédiés aux applications composites. Depestele, le premier producteur et transformateur de lin en France, intervient sur environ 8 000 hectares dans la Seine-Maritime, l'Eure et le Calvados.

Du côté des équipementiers, les acteurs sont aussi très actifs. Spécialisé dans la conception et la production de machines dédiées à la transformation du lin textile, le groupe Dehondt, dont le siège se situe à Notre-Dame de Gravenchon (Seine-Maritime), s'est tourné vers des universitaires pour se diversifier dans les composites. Il mène, avec 14 partenaires, le projet Fiabilin, qui recevra 17 millions d'euros sur cinq ans au titre des Investissements d'avenir. « Nous devons encore améliorer les process actuels pour augmenter les rendements et faire en sorte de moins fragiliser les fibres, explique Édouard Philippe, le responsable R et D de Dehondt. Il faut également diminuer le nombre d'étapes de transformations nécessaires pour réduire les coûts de production. »

Les fibres naturelles restent encore environ 30% plus chères que les fibres de verre. Pour les constructeurs automobiles, les surcoûts doivent rester très limités. Ce qui ne manque pas de créer quelques tensions du côté des producteurs et des transformateurs. C'est peut-être le plus grand défi pour les acteurs de cette filière naissante : parvenir à contractualiser avec les donneurs d'ordres, tout en satisfaisant les besoins de chacun, malgré la multiplicité d'acteurs venus de tous les horizons.

Fimalin, un embryon de filière

C'est l'une des initiatives les plus abouties de la filière lin composite. L'association Fimalin a été créée en 2009 par cinq industriels d'horizons très différents : le fabricant de machines Dehondt, le chimiste Arkema, le fournisseur d'équipements Clextral, le plasturgiste Dedienne, la coopérative Terre de Lin et l'Institut technique du lin. Ils représentent toute la chaîne de valeur de la filière et veulent en développer chacune des étapes pour faire des fibres de lin une solution composite économique pour la grande industrie, complémentaire des fibres de verre et de carbone.

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