Innov’ Days, PEP Oyonnax, le 23 octobre 2014

Au service du développement des écotechnologies et des énergies décarbonées

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

Introduction – Notre définition de C.R.A.

Onze partenaires sont à l’origine de cette initiative dont:

3 pôles

3 plateformes technologiques

5 industriels

Les partenaires historiques

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IRT Jules Verne

3D Mat

IDEEL – Axel’one

PEP Compositec global RTM IFTH

IRT M2P PPE

IRT St exupery

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.

Développement Composites pour Aero.

Outils de modélisation

Développement de procédés

Procédés RTM

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.

C.R.A : Un ancrage régional, Un positionnement stratégique national

Le tissu industriel Rhône-Alpin se retrouve à toutes les étapes de la chaîne de valeur des composites

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Matière première et équipement

Semi produit

Transformateur

Résine

Distributeur

Fibre Equipement

Fabrication de semi-produit

Vente directe Distributeur

Rec

ycla

ge/e

nviro

nnem

ent

Procédé continu

Procédé de compression

Procédé d’injection

Procédé manuel

Donneur d’ordre

PRO

JET

5

6

Collectivités

Composites Rhône-Alpes

• Coordination de la filière composites, réseau national

• Dossiers investissement • Enjeux court et moyen terme

IFTH PEP SOLVAY LPMA

IDEEL

prestations entreprises

IFTH

PEP

Plateformes technologiques

PEP

AXEL’ONE HYPROD MISTRAL

C.R.A : Création de valeur au service des entreprises, basée sur l’expertise en Rhône-Alpes dans le domaine des composites

Pôles

Plastipolis Axelera Techtera

…

Stratégie de filières: textile,

chimie, procédé Interface privilégiée

PME /Adhérents Rhône-Alpes

Résines & Interfaces Textiles & Interfaces

MISTRAL

Procédés hybrides

HYPROD

Universités Lyon/St Etienne/Grenoble Support recherche amont

PEP avec la plateforme

HYPROD pour le développement échelle 1

de produits composites Hybrides avec des moyens

industriels

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

Une offre technologique régionale concertée

AXEL’ONE

Une offre technologique régionale concertée

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Résines & interfaces Textiles & Interfaces

MISTRAL

Fibres et architectures de renfort

Caractérisa-tion

Polymères & interfaces

Procédés modèles

instrumentés (échelle

labo)

Caractérisation composites

(éprouvettes modèles)

Simulation

Procédés pilotes (dont

hybrides)

Caractérisation

composites (pièces)

Procédés hybrides

HYPROD

PreTraitements et

fonctionnalisations

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.

L’offre technologique actuelle Axel’One PMI

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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

Axes de développement de la plateforme

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Résines & interfaces

Caractérisation Polymères &

interfaces

Procédés modèles

instrumentés (échelle labo)

Caractérisation composites

(éprouvettes modèles)

Simulation

Miniaturisation mise en forme et caractérisation pour accélérer le développement de nouvelles résines Compréhension et contrôle des phénomènes aux interfaces polymère – renfort

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

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

HYPROD Plateforme Technologique des Procédés Hybrides Composites

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Presse 1600T Injection / Compression Pièce max : 1600x1200 mm Poids max injecté : 6,5 kg Robot 6 axes polyarticulé Four IRC paramétrable 1500x1500mm Découpe

Capitalisation du procédé « Plasturgie » (injection TP) vers le « Composite » (process hybride)

Presse 600T Combi 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 320T 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

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

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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

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Filature, Extrusion Filage, Nanospinning, Tissage Tricotage , Tressage, Non Tissés, OxyFluoration, Plasmas Atmosphériques et Basse Pression, Métallisation

MISTRAL Plateforme Technologique des architectures textiles

Un ensemble de plateformes technologiques IFTH dédié au développement de savoir-faire et de produits/procédés textiles novateurs Fibre & renfort, interface

Traitements et fonctionnalisations

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

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Renforts-Préformes Tressage/Gainage 144-100 fuseaux, Ø fil max 7.5mm Bobinoir semi-automatique 4 broches (environnement Carbone)

l’IFTH propose un parc matériel complet de prototypage de fibres, fils, renforts tissés, tressés, tricotés, non-tissés (plateformes MISTRAL et P2F)

MISTRAL Plateforme Technologique des architectures textiles

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

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

L’IFTH propose également un parc matériel complet de fonctionnalisation et de caractérisation

Désensimage, interface renfort/matrice, adhésion, collage, mise en peinture, métallisation… Unités pilote plasmas atm. et basse pression, fluoration

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Propriétés dimensionnelles

Propriétés mécaniques

Propriétés au feu

Propriétés thermiques

Propriétés au vieillissement

Propriétés d’interface

Caractérisations

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

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

Notre fil conducteur

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Composites Rhône-Alpes : Une dynamique déjà en place

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Chaine de

valeur Matériaux Procédés Contrôle qualité

Modélisation Prédiction Produits Fin de vie

5 projets 16 projets 0 projet

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

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FUI ADEME ANR

DEVELOPPEMENT DEFINITION

IDEATION

STIICPA

TAPAS

IMOCI

Interface Polymère/ renfort

ARIZONA

COMPOFAST BIONICOMP

Simulation Process

Hybride Composite TD/TP

Chaine numérique de conception

Préforme sans reprise Pièce Netshape

Composites Rhône Alpes une dynamique déjà en place

EFFIWIND

MULTIMAFS

58 projets composites Rhône Alpes

-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

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.

Conclusion

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

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