Innov Days, PEP Oyonnax, le 23 octobre 2014 Au service du développement des écotechnologies et des énergies décarbonées
Introduction Notre définition de C.R.A. Composites Rhône-Alpes (C.R.A.) est issu de l expertise conjuguée de 3 pôles de compétitivité dans le domaine des composites. Créé en 2009, aujourd hui rattaché au département matériaux d IDEEL Institut de transition énergétique basé à Solaize (69) - il s articule autour de deux axes: excellence et innovation C.R.A. fonctionne selon les règles d un consortium qui a pour objectif premier de rassembler les acteurs de la filière composites permettant un partage d expertise encadré La mutualisation des outils, l accès aux technologies La création de valeur dans tout type de projet Un ancrage régional Un positionnement stratégique national Une ambition internationale
Les partenaires historiques Onze partenaires sont à l origine de cette initiative dont: 3 pôles 3 plateformes technologiques 5 industriels
C.R.A : Un ancrage régional, Un positionnement stratégique national Outils de modélisation 3D Mat IRT M2P PPE Procédés RTM Les programmes envisagés à l échelle nationale dans le secteur des composites, parfois à caractère stratégique comme l allègement des transports pour la réduction de CO2, nécessiteront des alliances intelligentes entre acteurs de la filière. IRT Jules Verne IFTH PEP Compositec global RTM Développement de procédés IDEEL Axel one Développement Composites pour Aero. IRT St exupery Compétences sur la mise au point des matériaux Composites (Fibres, renforts, résines) et les procédés de transformation avec des acteurs industriels intégrés, en particulier pour la conception de produits hybrides. 4
Le tissu industriel Rhône-Alpin se retrouve à toutes les étapes de la chaîne de valeur des composites Matière première et équipement Semi produit Distributeur Transformateur Donneur d ordre Recyclage/environnement Résine Fibre Equipement Fabrication de semi-produit Vente directe Distributeur Procédé continu PROJET Procédé de compression Procédé d injection Procédé manuel 55
C.R.A : Création de valeur au service des entreprises, basée sur l expertise en Rhône-Alpes dans le domaine des composites Collectivités Pôles IFTH prestations entreprises PEP Composites Rhône-Alpes Coordination de la filière composites, réseau national Dossiers investissement Enjeux court et moyen terme Plastipolis Axelera Techtera Stratégie de filières: textile, chimie, procédé PME /Adhérents Rhône-Alpes Interface privilégiée SOLVAY LPMA IDEEL PEP PEP IFTH AXEL ONE HYPROD MISTRAL Plateformes technologiques 6
Une offre technologique régionale concertée MISTRAL AXEL ONE HYPROD Textiles & Interfaces Résines & Interfaces Procédés hybrides IFTH avec la plateforme Mistral pour le développement de fibres et de tissus pour pièces composites Hybrides Laboratoire Commun CNRS, IDEEL, PEP, Solvay dans Axel one pour la mise au point de résines TP/TD, la caractérisation et la simulation produit/process PEP avec la plateforme HYPROD pour le développement échelle 1 de produits composites Hybrides avec des moyens industriels Universités Lyon/St Etienne/Grenoble Support recherche amont
Une offre technologique régionale concertée MISTRAL HYPROD Textiles & Interfaces Résines & interfaces Procédés hybrides Fibres et architect ures de renfort PreTraitem ents et fonctionnal isations Caractérisation Polymères & interfaces Procédés modèles instrumentés (échelle labo) Caractérisation composites (éprouvettes modèles) Simulation Procédés pilotes (dont hybrides) Caractérisati on composites (pièces) Raison d être : A partir du cahier des charges procédé / performance, la plateforme Axel One PMI a pour ambition d aider au choix de solutions polymères / renforts / interfaces, par l expérimentation à l échelle laboratoire et la simulation, qui permettent d atteindre les performances à coût maîtrisé. 8
L offre technologique actuelle Axel One PMI Transformation des polymères de spécialité Mise en œuvre par extrusion / mise en forme par injection échelle micro (10 500 g) à labo (5 kg 50 kg) Préparation composites : presse de thermocompression découpe automatique de plaques (Charly robot) scan US Analyses physiques / physico-chimiques Propriétés thermiques Perméabilité Propriétés de surface Etudes rhéologiques Comportement à l état fondu Propriétés dynamiques Analyse Mécanique Dynamique en Traction / Compression / Flexion ( 450 C ; 100Hz) sous air, azote Spectroscopie diélectriques large bande Essais mécaniques Propriétés quasi-statiques Propriétés dynamiques Propriétés en impact Hygrométrie 9
Axes de développement de la plateforme Résines & interfaces Caractérisation Polymères & interfaces Miniaturisation mise en forme et caractérisation pour accélérer le développement de nouvelles résines Compréhension et contrôle des phénomènes aux interfaces polymère renfort Procédés modèles instrumentés (échelle labo) Développement d outils intrapolés et instrumentés (semi-produits, presse de consolidation / estampage, RTM et C-RTM, pultrusion, nouveaux procédés) pour la mise au point du couple résine / renfort Etude des relations procédé / structure multi-échelle / propriétés Acquisition de données pour aider à l extrapolation vers les outils industriels Caractérisation composites (éprouvettes modèles) Simulation Identification sur les éprouvettes de structure modèles, dans les procédés intrapolés et instrumentés, des paramètres physiques permettant de développer les nouvelles lois de comportements à l état fondu et à l état solide Développement de méthodologies de calcul numérique avancées 10
Presse 320T HYPROD Plateforme Technologique des Procédés Hybrides Composites Presse 600T Combi Injection / Compression, options TD BMC et GFL Pièce max : 500x500 mm Poids max injecté : 0,8 kg Robot 3 axes + articulations Four IRM paramétrable 1000x1000mm Injection / Compression, Bimatière, Plateau rotatif Pièce max : 800x600 mm Poids max injecté : 1,5 + 0,4 kg Robot 3 axes + 1 rotation numérique Four IRM paramétrable 1000x1000mm Presse 1600T Injection / Compression Pièce max : 1600x1200 mm Poids max injecté : 6,5 kg Robot 6 axes polyarticulé Four IRC paramétrable 1500x1500mm Découpe Presse 400T Verticale Site Chambéry Compression TD / TP, parallélisme actif Pièce max : 1200x1000 mm Poids max compressé : 10 kg Robot 6 axes polyarticulé Four IRM paramétrable 1000x1000mm Capitalisation du procédé «Plasturgie» (injection TP) vers le «Composite» (process hybride) 11 11
HYPROD Plateforme Technologique des Procédés Hybrides Composites Une approche technologique Haute Cadence, Haute Performance INJECTION + COMPRESSION = SURMOULAGE HYBRIDE Convergence Procédé et Matériau / Renfort : maîtrise du couple indissociable de la création de valeur sur les produits tout en satisfaisant les spécifications 25 ans d expertise et de savoir-faire de la mise en œuvre des thermoplastiques et des thermodurs INJECTION via PEP COMPOSITES via COMPOSITEC TP fluide, Surmoulage, Multi-matière, injection TD, Compression, estampage, Infusion, Consolidation, Préformage Simulation, Thermique, Régulation, Instrumentation et Monitoring Outillages complexes Un exemple de développement issu de l expérience automobile : Surmoulage PA sur renfort fibre continue PA 12
MISTRAL Plateforme Technologique des architectures textiles Présent depuis plus de 60 ans aux côtés des entreprises avec pour mission de répondre à leurs besoins depuis le matériau jusqu à la pré-industrialisation et au transfert de technologies Un ensemble de plateformes technologiques IFTH dédié au développement de savoir-faire et de produits/procédés textiles novateurs Fibre & renfort, interface Traitements et fonctionnalisations Filature, Extrusion Filage, Nanospinning, Tissage Tricotage, Tressage, Non Tissés, OxyFluoration, Plasmas Atmosphériques et Basse Pression, Métallisation
MISTRAL Plateforme Technologique des architectures textiles l IFTH propose un parc matériel complet de prototypage de fibres, fils, renforts tissés, tressés, tricotés, non-tissés (plateformes MISTRAL et P2F) Fils fonctionnels (mécaniques, thermiques, piezo ) pour l éolien, l aéronautique, le sport, le médical Unités pilote et semi-industrielle Bi-vis 30kg/h Mono-Bicomposant max 8kg/h-4000m/min Renforts-Préformes Tressage/Gainage 144-100 fuseaux, Ø fil max 7.5mm Bobinoir semi-automatique 4 broches (environnement Carbone) Exemples de Fils Fonctionnels stabilité dimensionnelle en RTM et rétractable en chaleur radiante (FAR 25) bicomposant capteur de pression Tressage 2.5D : Technologie de tressage radial en forme unique en France avec un robot 6 axes pour la fabrication de préformes carbone complexes mono ou multicouche 14
Désensimage, interface renfort/matrice, adhésion, collage, mise en peinture, métallisation Unités pilote plasmas atm. et basse pression, fluoration L IFTH propose également un parc matériel complet de fonctionnalisation et de caractérisation Caractérisations Propriétés au feu Propriétés thermiques PROCOM : Revêtement protecteur de NTC utilisés dans des Pièces composites aéronautiques mises en œuvre selon des critères respectueux des conditions d hygiène et de sécurité PETERPAN : Préparation de surface et mise en peinture de pièces mécaniques composites aéronautiques avec des procédés et matériaux respectueux de l environnement Propriétés mécaniques Propriétés dimensionnelles Propriétés d interface Propriétés au vieillissement 15
Notre fil conducteur Une vision industrielle - Rentabilité, coût, production, compétitivité - Notre objectif est de réduire de 50% le coût du produit composite - Accélérer le développement des produits et des technologies Une offre de services destinée aux entreprises, particulièrement aux PME - 3 plateformes à vocation technique Hyprod / Mistral / Axel One - Support amont des laboratoires académiques - Fédérer les acteurs des composites et leur expertise Un soutien fort des projets collaboratifs - Interface avec les financeurs, Alliances technologiques, mise en réseaux, communication 16
Composites Rhône-Alpes : Une dynamique déjà en place 5 projets 16 projets 0 projet Chaine de valeur Modélisation Prédiction Matériaux Procédés Produits Contrôle qualité Fin de vie 25 projets 9 projets 3 projets 58 projets composites Rhône Alpes au total Une centaine de partenaires régionaux différents 60% des partenaires en région Rhône-Alpes 17
Composites Rhône Alpes une dynamique déjà en place IDEATION -50% coût produit composite Réduction des couts de production Produits Intégration de fonctions Procédé très basse pression Tressage en forme Procédé hybride Réduction du poids de matière utilisé Très faible épaisseur Fibre ultraperformante Intégration préforme Recyclage en ligne Interface résine TP / résine TD Réduction des couts de conception Modélisation des produits hybrides Impact environnemental matériau Automatisation chaine de calcul DEFINITION Préforme sans reprise Pièce Netshape Chaine numérique de conception Hybride Composite TD/TP Simulation Process Interface Polymère/ renfort DEVELOPPEMENT TAPAS MULTIMAFS IMOCI BIONICOMP COMPOFAST STIICPA EFFIWIND ARIZONA 58 projets composites Rhône Alpes FUI ADEME ANR 18
Conclusion Composites Rhône-Alpes (C.R.A.) intervient dans les marchés utilisateurs de solutions performantes et respectueuses de l environnement : Automobile (CO2) Aéronautique et Transports divers (allègement); Bâtiment (renfort, design) ; sports et loisir (look, performance) Un modèle «Open Innovation» qui regroupe les acteurs de la filière composites depuis les matériaux jusqu aux procédés et qui prend en compte le réalisme économique des projets Un mode collaboratif regroupant des acteurs publics et privés utilisant des compétences reconnues, au service des entreprises, de la collectivité, des pôles de compétitivité et des académiques.
MERCI POUR VOTRE ATTENTION Notre proposition de valeur : Composites Rhône-Alpes est un ensemble d expertises, hébergé par l institut IDEEL, pour le développement de produits composites hybrides et pour la création de valeur dans les PME. Jean-Marc Feuillas Manager Composites Rhône-Alpes jean-marc.feuillas@ideel-factory.fr tel : 06 31 52 39 22 20