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© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 1 Document confidentiel
Réalité des valorisations
des fibres végétales en matériaux
L’enjeu de la structuration
d’une filière fibre techniques chanvre et lin
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 2 Document confidentiel Document confidentiel 2
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 3 Document confidentiel Document confidentiel 3
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 4 Document confidentiel Document confidentiel 4
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 5 Document confidentiel Document confidentiel 5
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€)
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 6 Document confidentiel Document confidentiel
Fibres végétales
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 7 Document confidentiel Document confidentiel 7
Les fibres végétales
FIBRES
VEGETALES
Chanvre
Lin
Jute
Ramie
Kénaf
Bambou
Sisal
Abaca
Coton
Kapok
Tige
Feuille
Graine
Fruit Coco
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 8 Document confidentiel Document confidentiel 8
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 9 Document confidentiel Document confidentiel 9
Europe : lin et chanvre
200 000 T
(fibres)
Valorisation :
- Fibre
- Moëlle
Fibres Moëlle
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 10 Document confidentiel Document confidentiel 10
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 11 Document confidentiel Document confidentiel 11
Vers une nouvelle sémantique …
Source : FRD
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 12 Document confidentiel Document confidentiel
Intérêts et domaines
d’application
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 13 Document confidentiel Document confidentiel 13
Avantages / inconvénients
Propriétés mécaniques
Allègement
Amortissement
Isolation
Régulation hygrométrie
Abrasivité
Matière renouvelable
Bilan CO2
+
Prix
Gamme disponible
- Variabilité
Absorption / Désorption en eau
Biodégradabilité
+/-
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 14 Document confidentiel
Cloisonnement
Isolation phonique
Isolation thermique
Menuiserie
Bâtiment
Source : FRD
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 15 Document confidentiel Document confidentiel 15
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 16 Document confidentiel Document confidentiel 16
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 17 Document confidentiel Document confidentiel
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 18 Document confidentiel Document confidentiel
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 19 Document confidentiel Document confidentiel
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 20 Document confidentiel Document confidentiel 20
Pièces injectées
Produits non-tissés
Automobile
© PSA
© Faurecia
© AFT © AFT
© Faurecia - PSA
© Ecotechnilin
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 21 Document confidentiel Document confidentiel 21
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 22 Document confidentiel Document confidentiel
Un enjeu
de structuration de filière
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 23 Document confidentiel Document confidentiel 23
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 24 Document confidentiel Document confidentiel 24
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 25 Document confidentiel Document confidentiel 25
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 26 Document confidentiel Document confidentiel 26
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
28 Présentation Publique SINFONI
SINFONI : projet de structuration des filières LIN et CHANVRE à usage matériaux
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
29 Présentation Publique SINFONI
SINFONI : projet de structuration des filières LIN et CHANVRE à usage matériaux
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
SINFONI : projet de structuration des filières LIN et CHANVRE à usage matériaux
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 31 Document confidentiel Document confidentiel 31
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 32 Document confidentiel Document confidentiel 32
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 33 Document confidentiel Document confidentiel 33
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
© Fibres Recherche Développement – Troyes, France – 2013 34 Document confidentiel Document confidentiel 34
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