Recherche et innovation

FLAX3D - Plus de débouchés aux matériaux biocomposites grâce à des renforts 3D à base de fibre de lin

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 1
Date de fin : Janvier 4
Appel à projets de recherche : GRAINE - Gérer, produire et valoriser les biomasses : une bioéconomie au service de la transition écologique et énergétique
Année de l’appel à projets : 2021
Programme de la stratégie de Recherche : Déchets et matière, collecte, tri, recyclage et valorisation
Programme de la stratégie de Recherche : Production durable des matières agricoles et forestières
Programme de la stratégie de Recherche : Caractérisation, mobilisation et valorisation de la biomasse
Programme de la stratégie de Recherche : Gestion durable des sols, sites pollués et stockage du CO2
Organisme coordinateur : VDC
Partenaires : ENSAIT GEMTEX
Partenaires : SMFRANCE
Partenaires : CMP
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Nord
Calvados
Nouvelle-Aquitaine / Gironde
Nouvelle-Aquitaine / Charente-Maritime

L’objectif du projet FLAX3D est de démontrer la faisabilité de la réalisation industrielle de structures épaisses en 3D à partir de fibres de lin, tout en garantissant des propriétés de renforts maîtrisées et reproductibles.

De par des préoccupations réglementaires, de développement durable et grâce à leurs propriétés mécaniques intéressantes, l’essor des matériaux composites renforcés par des fibres végétales ne faiblit pas depuis une dizaine d’années. Les travaux de recherche entrepris par le Teillage Vandecandelaère avec ses partenaires académiques ont par ailleurs démontré que les préformes en fibres végétales apportent en outre de nouvelles propriétés, dont les renforts en fibres synthétiques ou chimiques ne disposent pas : isolation phonique, confort acoustique, transparence aux ondes électromagnétiques, allègement… Ces propriétés remarquables différenciantes positionnent ces renforts comme des alternatives crédibles aux renforts existants, non comme substitution, mais comme une offre nouvelle pour des débouchés dans lesquels des fonctions complémentaires sont demandées, et pour lesquels l’utilisation de fibres synthétiques ne se justifie pas. Par conséquent, les biocomposites se développent rapidement depuis plusieurs années, et les exigences des clients, de plus en plus informés sur le potentiel des fibres végétales, cherchent à pouvoir les utiliser pour leurs applications dès lors que l’utilisation de ces fibres se justifie, notamment pour des marchés tels que les transports (aéronautique, naval, nautisme) et la défense.

Cependant, les cahiers de charges de ces secteurs de pointe requièrent des comportements mécaniques optimaux sous des sollicitations complexes, auxquelles ne peuvent pas répondre de simples empilements de préformes tissées usuelles en deux dimensions. Pour ces applications, Il est alors nécessaire de proposer une résistance accrue au cisaillement interlaminaire, rendue possible grâce à des renforts aux architectures fibreuses parfois complexes et tissées dans les trois directions de l’espace. Ces structures 3D n’existent actuellement pas en fibres végétales et le déploiement des biocomposites dans ces débouchés où elles pourraient pourtant avoir toute leur place est actuellement limité. L’objectif du projet FLAX3D est de démontrer la faisabilité de la réalisation industrielle de ces structures épaisses en 3D à partir de fibres de lin, tout en garantissant des propriétés de renforts maîtrisées et reproductibles.

Le projet FLAX3D va permettre la conception et le développement de plusieurs semi-produits (renforts tissés en 3D) et produits finis (pièces en matériau composite) tirant partie des propriétés inhérentes aux renforts interlock et mis en œuvre à partir de ces derniers.

Plus précisément, les résultats attendus en fin de projet sont les suivants :
•    En termes de semi-produits : nouvelle gamme de renforts Interlock en lin avec leur caractérisation complète, formalisée dans des fiches techniques (caractéristiques géométriques, propriétés mécaniques, Analyse de Cycle de Vie). 4 types de renforts Interlocks seront développés, en 100% lin et en comélés (lin/PP et lin/PLA).
Des rovings spécifiques seront développés par Depestele avec l’appui de l’ENSAIT, qui procédera à leur tissage en prototypes de tissus 3D. Une fois les rovings et leur tissage validé et robuste, un transfert de technologie sera réalisé de l’ENSAIT vers chez Depestele afin de permettre une production industrielle de ces renforts.
•    En termes de produits finis :
o    Démonstrateur industriel n°1 : une coque de siège pour l’aéronautique sera développée : les renforts Interlock devraient permettre de répondre aux exigences de masse, de formes complexes et de performances mécaniques (notamment au choc) de ces pièces d’aménagement intérieur d’avions.
o    Démonstrateur industriel n°2 : une table fine pour le secteur des loisirs sera développée. Les Interlocks permettront d’obtenir une table fine et légère, tout en bloquant la déformation en « bol » créée par un fort gradient thermique suite à une exposition au soleil.
o    Démonstrateur industriel n°3 : une porte de séparation intérieure de vans pour la filière équine sera développée. Ces pièces doivent présenter d’excellentes performances au choc tout en étant les plus légères possibles. En effet, la problématique du poids est cruciale pour ce secteur, afin de permettre aux véhicules de rester dans les critères de poids, leur permettant d’être conduits par un titulaire du permis B, même chargés.  

En fin de projet et pour chacune de ces applications, la solution incorporant le renfort Interlock sera comparée au cahier des charges et à la solution originelle, du point de vue technique, économique, mais également environnemental.

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