Matériaux (bio)composites : performance et recyclage - Compte rendu de l’événement de clôture des projets COMPOSENS et RECY-COMPOSITE

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Ce jeudi 17 septembre 2020 s’est tenu l’événement de clôture de deux projets Interreg France-Wallonie-Vlaanderen, COMPOSENS et RECY-COMPOSITE, via webinaire. Au programme : comment améliorer les performances et le recyclage des matériaux (bio)composites. Découvrez le compte-rendu de cet événement et quelques résultats des projets.

Ce webinaire a rassemblé plus de 120 participants, majoritairement français et belges, autour de la présentation des résultats des deux projets après 4 ans de recherche (1er avril 2016 – 30 septembre 2020).

L’enjeu pour les partenaires transfrontaliers de ces deux projets est d’optimiser une transition vers une économie circulaire pour une utilisation efficace des ressources et une réduction des impacts environnementaux des produits tout au long de leur cycle de vie.

Deux projets complémentaires : COMPOSENS et RECY-COMPOSITE

Le projet Interreg COMPOSENS avait pour objectif le développement transfrontalier de matériaux composites polymère-bois ou fibres végétales performants à faible impact environnemental pour l’élaboration de biocomposites moins émissifs et moins odorants. Ces fibres permettent de produire des biocomposites plus légers que des matériaux composites intégrant des fibres de verre, visant des applications notamment dans le secteur automobile. Ce projet rassemble 7 partenaires aux compétences complémentaires : Certech (chef de file), CRITT M.D.T.S., IMT Lille Douai, ARMINES, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), ULg et ValBiom

Gembloux Agro-BioTech - ULiège a réussi à améliorer la compatibilité des fibres avec la matrice[1] polymère à l’aide de solvant eutectique profond, obtenant ainsi un effet esthétique (blanchiment).

L'INRAE a comparé les propriétés mécaniques et la viscosité de deux matrices polymères différentes et a démontré grâce à des mesures de microscopie à force atomique que la matrice biosourcée présente des forces d'adhésion plus élevées.

Le CRITT-MDTS a développé une technique de mesure par nano-indentation[2] des biocomposites qui permet de visualiser les valeurs d'élasticité sur toute la surface de la  fibre. Ainsi, un profil  d’élasticité peut être réalisé sur n’importe quelle zone ou direction de la fibre.

L’IMT Lille Douai et Armines ont étudié l’extrusion assistée eau. Les biocomposites à base de lin ont démontré des propriétés mécaniques similaires aux composites pétrosourcés ainsi qu’une tendance à la réduction des odeurs suite aux traitements par ultrason.

Les odeurs et composés organiques volatiles émis par les biocomposites ont été étudiés par le Certech. Différents additifs pour réduire les odeurs ont été testés pour correspondre au plus près des procédés de fabrication industriels.

ValBiom a réalisé l'analyse de cycle de vie qui a permis de mettre en évidence l'importance de la légèreté du biocomposite pour les applications dans l'automobile.

Ensemble, les 7 partenaires du projet ont réussi à améliorer les connaissances sur les interactions entre les fibres et une matrice polymère. Ce projet donne de nouvelles pistes de développement pour les biocomposites.

Le projet Interreg RECY-COMPOSITE avait pour but de répondre au défi du recyclage des matériaux composites par une approche globale de recyclage mécanique et thermochimique (pyrolyse[3], solvolyse[4]) en étudiant des voies innovantes qui apportent de la valeur au produit recyclé. La recherche appliquée a été menée à la fois sur les déchets de production de composites thermodurs[5] et sur les matériaux composites en fin de vie. Les partenaires scientifiques ont notamment étudié le phénomène d’intumescence : faculté d’un matériau à gonfler sous l’action de la chaleur en formant une couche isolante protectrice. La coopération du consortium RECY-COMPOSITE avec les acteurs industriels de la zone transfrontalière a permis de mettre en évidence cette problématique et de souligner le besoin de solution pour ces acteurs.

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[1] Dans un matériau composite, une matrice (plastique, métal, céramique ou leurs combinaisons) est une matière servant de liant et à transférer les efforts au renfort (fibres, billes, microsphères, etc.), qui est plus rigide et plus résistant.

[2] Technique de caractérisation mécanique des matériaux.

[3] Décomposition chimique d'un composé organique par une augmentation importante de sa température pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas.

[4] La solvolyse d'un composé est la réaction entre ce composé et un solvant qui va en dissoudre tout ou partie.

[5] Un matériau thermodurcissable – ou thermodur - ne peut être mis en œuvre qu'une seule fois et devient infusible et insoluble après polymérisation. Une fois durci, sa forme ne peut plus être modifiée, un chauffage éventuel ne permettra pas de le fondre : il n'est pas recyclable, mais on peut néanmoins l'incorporer dans d'autres matériaux comme renfort.

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