Biocomposites : un marché en développement ?

Analyse

Le marché des biocomposites continue à croitre, aussi bien dans les marchés établis comme la construction et l’automobile, que les nouveaux marchés de biens de consommations avec de nouveaux acteurs apportant des opportunités pour des applications innovantes.

Qu’est-ce qu’un biocomposite ?

Le terme « composite » qualifie un matériau constitué de plusieurs composants de nature différente  dont les propriétés se complètent. Au niveau de la plasturgie, un matériau composite est constitué d’une matrice organique (= polymère) et d’un renfort (= fibre).

La notion de « composite biosourcé » ou « biocomposite » fait généralement référence à l’utilisation de fibres végétales comme renfort dans des matrices plastiques pétrobasés ou biobasés (partiellement ou complétement). On parle alors de composites polymère-fibres naturelles (NFC) ou de composites polymère-bois (WPC). Entre 10 et 15 % du marché total européen des composites est couvert par les NFC et WPC. Source : Nova Institute.

Cependant, il est de plus en plus fréquent que les producteurs cherchent à utiliser des biopolymères en combinaison avec les fibres naturelles. En effet, la combinaison entre les fibres naturelles et les polymères biosourcés peut constituer un argument de vente unique. Les consommateurs seraient, selon les diverses enquêtes menées par Nova-institute, prêt à payer des prix plus élevés, lorsque les produits sont entièrement biosourcés.

Quelles sont les matières premières utilisées ?

Les fibres se classent en deux catégories principales : les fibres synthétiques (carbone, verre, basalte, aramide) et les fibres naturelles d’origine végétale (bois, lin, chanvre, sisal…) ou animale (soie, laine, poils).

Ces fibres végétales peuvent provenir du bois, de tiges (lin, juste, chanvre, kenaf, ramie), de feuilles (sisal, ananas, banane, palme), de fruits (coton, coco) ou d’herbes (bambou, riz). Les fibres les plus largement utilisés sont les fibres de bois, le lin et le chanvre.

Au niveau des matrices,  en plus de plastiques pétrochimiques communs tels que PE, PP et PVC, une série de biopolymères sont de plus en plus utilisé comme le bio-PE, PLA, PBS,  PHA ou PBS.

Ci-dessous, une liste non exhaustive d’exemples de fibres végétales et de matrices biosourcées, utilisées dans les biocomposites :

La production européenne en chiffre

La production de biocomposites en Europe a atteint 410.000 tonnes en 2017, comparé à 357.000 tonnes en 2012. Le taux global de croissance annuelle de la production de biocomposites est d'environ 3 %, ce qui correspond à peu près à la croissance moyenne des marchés des plastiques. Mais des taux de croissance beaucoup plus élevés, allant jusqu'à 30 %, ont été identifiés dans divers domaines d'application innovants des biocomposites (Nova Institute, 2017).

Plus de 30 entreprises produisent et commercialisent 80.000 tonnes de granulés de plastique renforcés par des fibres naturelles. Source : Nova-Institute.

Pour quels marchés porteurs ?

Les secteurs d’application les plus importants des biocomposites en Europe sont :

  • La construction : terrasse, bardage et clôture (49 % du marché, soit 200.000 T en 2017) ;
  • L’automobile : pièces intérieurs (36 % du marché, soit 150.000 T en 2017).

A noter : ces dernières années ont été marquées par l’augmentation de l’utilisation des biocomposites dans divers domaines d’applications innovants : applications techniques, mobilier et bien de consommation, impression 3D…

Quels sont les atouts des biocomposites ?

  • Propriétés mécaniques ;
    • Performance mécanique : rigidité moyenne-élevée et excellente résistance aux chocs
    • Propriétés de déformation
    • Stabilité dimensionnelle
  • Isolation acoustique ;
  • Légèreté ;
    • Réduction de l’épaisseur et du poids
  • Respect de l’environnement ;
    • Utilisation de ressources naturelles et locale
    • Réduction de l’empreinte carbone
    • Réduction de la toxicité des matériaux
    • Fin de vie (biodégradabilité / recyclabilité)
  • Fabrication ;
    • Excellente thermoformabilité
    • Réduction des coûts énergétiques de production
    • Réduction des coûts
  • Esthétique.

Un marché des biocomposites en éveil !

Depuis quelques années, le marché des composites ne cesse de croitre. 

L’innovation sur les biocomposites se développe fortement depuis une dizaine d’année. L’innovation porte non seulement sur l’utilisation des fibres végétales comme renfort, mais aussi sur la mise au point de résines de plus en plus biobasées et enfin sur les interactions entre ces fibres naturelles et les matrices.

Ainsi, de nombreux secteurs d’activité intègrent ces nouveaux matériaux dans la conception de leurs produits. En effet, ces derniers sont sources d’innovation et offrent donc de nouvelles opportunités de croissance pour l’industrie.

En outre, la combinaison entre les fibres naturelles et les polymères biosourcés peut constituer un argument de vente unique au vu de l’attrait des consommateurs pour ces produits entièrement biosourcés.

Un projet à suivre : COMPOSENS

Le projet Interreg COMPOSENS a pour objectif le développement transfrontalier de matériaux composites polymère-bois ou fibres végétales performants à faible impact environnemental pour l’élaboration de biocomposites légers et recyclables.

Ce projet vise l’utilisation de ressources renouvelables de la région franco-belge : bois et fibres naturelles, telles que le chanvre et le lin. Les fibres étudiées seront des fibres courtes ainsi que des fibres continues (rovings, mats, tissés, co‑mêlés). Elles permettent de produire des biocomposites plus légers que des matériaux composites intégrant des fibres de verre.

  • 7 partenaires : Certech (chef de file), CRITT M.D.T.S., IMT Lille Douai, ARMINES, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), ULg et ValBiom
  • Durée du projet : 1er avril 2016 – 31 mars 2020
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Sources :

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