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N° 19Juillet

Septembre 2006

AGENCE RHONE-ALPES POUR LA MAITRISE DES MATERIAUXSavoie Technolac - BP 292 - 73375 Le Bourget du Lac Cedex - Tél. : 04 79 25 36 01 - Fax : 04 79 25 36 66

Web : www.agmat.asso.fr - Courriel: [email protected]

| N°19 / JUILLET - SEPTEMBRE 2006 | MAG’MAT |

Vers un titanemoins cher ?

page 16

Dossier TechniqueRésuméLaboratoire : page 9 - 10

Brèves Matériaux page 2 - 5Edito page 1

Fabrication rapide de pièces à partir

Matériaux chargés fibres naturelles :

Congrès page 11 - 15

Coin Adhérents page 17

Vigimat page 18

Agenda page 20

de poudres métalliques

Pôle Optique Rhône Alpes

Le Titane sous forme métallique possède une cohorte de quali-tés qui font de lui un vecteur d’innovation dans de nombreuxdomaines. Un des facteurs limitant son utilisation est sa techno-logie de production, puisque le procédé actuel (Kroll) est long,coûteux et polluant. Ce dossier présente les scenarii d’impactde l’émergence de nouveaux procédés de production et leursspécificités. Les évolutions du marché du titane sont égalementabordées.

Venez nombreux !

matériaux issus de ressourcesrenouvelables en plasturgie

Faut-il avoir peur des nanomatériaux ?

Editopar Jean-Claude PREVOTDirecteur Général

Mag’Mat

1

Le nanomonde fascine et fait peur à la fois : des progrès fulgurants sont espérés dans de nombreux domai-nes grâce à la maîtrise de nanostructures ou de nanomatériaux. En même temps, la dimension même desnanoparticules ou nano-objets qui leur permet de se jouer des barrières biologiques de défense les faitpercevoir comme des ennemis d’autant plus redoutables qu’ils sont invisibles.

L’industrie tétanisée par l’amiante et les OGM hésite à se positionner.Mais ailleurs, que se passe-t-il ? Les USA et l’Asie (Japon, Corée, Chine) investissent massivement dans laR&D et dominent les instances de normalisation sans pour autant négliger les aspects EHS (Environne-ment, Hygiène et Sécurité) qui font l’objet de recherches intensives.

L’effort de recherche tant national qu’européen, bien que significatif, reste bien en deçà des budgets consi-dérables Outre-Atlantique.

S’il faut continuer à étudier de très près les aspects EHS, il faut aussi poursuivre et accroître l’effort derecherche appliquée ; mais surtout il est temps que l’industrie et notamment les PME s’approprient, avectoutes les précautions d’usage, bien entendu, les innovations qui découlent de l’utilisation de matériauxnanostructurés. Dans cet objectif, la Direction Générale des Entreprises du MinEFI va d’ailleurs prochaine-ment lancer un programme sur trois ans de «soutien à l’industrialisation des nanomatériaux par les PME/PMI».

L’ARAMM, la SIM et le CEA consacreront un colloque à ces enjeux les 6 & 7 décembre 2006à Minatec® (Grenoble).

Projet Agence page 6 - 8

RSA Le Rubis

Rendez-vous Agence page 19

Investissement record pour la société Recupyl incubée à l’INP Grenoble

rèves MatériauxB

2 | MAG’MAT | | N°19 / JUILLET - SEPTEMBRE 2006 |

La société RECUPYL, spécialisée dans le recyclage des piles usagées et dans les procédés de recyclageindustriels, vient de bénéficier d’investissements importants d’ALOE Private Equity, notamment pour finan-cer sa R & D et son développement international.Accompagnée et soutenue depuis plus de douze ans par l’INP Grenoble, en particulier par sa filiale INPGEntreprise SA, cette société est née de projets de recherches du LEPMI (Laboratoire d’Electrochimie et dePhysico-Chimie des Matériaux et des Interfaces) menés par Farouk TEDJAR, son fondateur, autour d’unprocédé chimique et électrochimique qui permet de réduire considérablement les émissions de dioxines etautres vapeurs nocives.Avec la mise en œuvre de la Directive Européenne relative aux produits électriques et électroniques en fin devie, qui rend obligatoire le recyclage de tous ces équipements, RECUPYL s’attaque à un marché en croissance.«Ainsi, cette jeune pousse illustre le potentiel de valorisation de la recherche à l’INP Grenoble, dansle domaine de l’environnement et des énergies renouvelables», souligne Paul JACQUET, Président del’INP Grenoble. «C’est une première pour l’INP Grenoble, qu’une société incubée et accompagnéebénéficie d’investissements privés de cette ampleur». Et les résultats sont là. Une société en expansion,sur un marché porteur, emblématique du savoir-faire grenoblois en recherche et développement.

«RECUPYL démontre les opportunités en recherche et développement qu’offrent les laboratoires del’INP Grenoble que nous valorisons par notre savoir-faire en droit, finance et business development»,a précisé Henri-Marc MICHAUD, Directeur de la filiale INPG Entreprise SA.Pour Farouk TEDJAR, Président Directeur Général de RECUPYL, «INPG Entreprise SA nous aaccompagnés pendant toutes les phases de l’incubation de notre société, ce qui nous a permis de nousconcentrer sur le volet technique de développement des procédés, tout en bénéficiant de l’environnementscientifique de l’INP Grenoble, et des relations étroites de partenariat industriel qu’il a initiées depuisde nombreuses années. L’investissement d’ALOE Private Equity va nous permettre de renforcer notreR & D à Grenoble et notre développement à l’international».

Une success story emblématique du potentiel d’innovation des laboratoires et des entreprises partenaires del’INP Grenoble.Contact : Florent GOT - INP Grenoble - Tél. : 06 85 24 89 61 - Courriel : [email protected]

Le magnésium concurrence l’aluminium et l’acierLes entreprises Keronite PLC et Thixomat Inc. joignent leurs forces pour produire des pièces en magnésiumthixomoulées revêtues par un traitement électrolytique. Le traitement de surface Keronite et la mise enoeuvre par thixomoulage devraient permettre au magnésium de s’installer durablement dans des applicationsautomobiles pour lesquelles les alliages conventionnels sont parfois trop ductiles. Le thixomoulage est unprocédé bien connu qui permet d’obtenir des pièces proches des cotes finales avec des formes complexes etdes propriétés mécaniques améliorées par rapport au magnésium moulé avec des procédés conventionnels.Le traitement Keronite est un procédé sans chrome qui permet la création d’une couche de céramique duresur des surfaces internes ou externes, avec des épaisseurs uniformes et une grande précision dimension-nelle. Les pièces en magnésium peuvent ainsi atteindre la dureté de l’aluminium ayant subi un traitementd’anodisation dure. Le traitement Keronite permet également d’augmenter la résistance à la corrosion etprésente l’avantage d’être écologique.Pour plus d’information : www.keronite.com, www.thixomat.com

Les lingots d’aluminium multi-alliages arriventLe procédé développé par NOVELIS (Canada) permet de produire destôles multicouches qui concilient des propriétés jusqu’ici incompatibles. Ilest baptisé «FUSION» et supplante les techniques traditionnelles de pla-quage, autorisant les combinaisons d’alliages beaucoup plus variées. Leprincipe consiste à couler simultanément dans un moule deux ou troisalliages en fusion pour former un seul lingot, en évitant l’oxydation immé-diate au contact de l’air, qui nuit à la liaison intercouche. Le lingot estensuite laminé. Les applications visées se trouvent notamment dans l’élec-troménager (remplacement de l’acier inoxydable) en combinant résistancemécanique et aspect de surface et dans l’automobile, pour tenter de ré-soudre le difficile problème du pliage des tôles à 180 °C lors de l’assem-blage de panneaux externes et internes de carrosserie. La première ligne(70 000 t) est installée à Oswego et le transfert de technologie sur les siteseuropéens est à l’étude.

CORIMA Modelage, l’apôtre de l’électroformageSpécialisée dans la production de moules par électroformage(*), l’entreprise souhaite étendre l’utilisation dece procédé qui reste encore confidentielle, en raison de la nécessité d’un savoir-faire pointu gardé jalouse-ment secret par les différents utilisateurs. L’entreprise s’appuie pour cela sur plusieurs opportunités : d’unepart sur le renouvellement des modèles d’avions chez Airbus et la place croissante des composites renforcésfibres de carbone, d’autre part sur la recherche par l’industrie automobile de rendu «soft» pour les aménage-ments intérieurs. Dans les deux cas, les possibilités de l’électroformage sont très prisées par les concepteursde pièces (nature des surfaces, formes possibles) et les ingénieurs procédés (efficacité du refroidissement)pour le moulage par RTM et SMC basse pression, le drapage des pré-imprégnés ou le rotomoulage. L’un desatouts majeurs de CORIMA Modelage réside dans sa capacité à proposer une offre globale depuis la con-ception du moule jusqu’à son installation sur la machine de production. L’entreprise peut également réaliserdes développements spécifiques notamment pour la fabrication de grands moules.

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Source : www.aluminum.org/

Contact : [email protected] - www.corima-mod.com

L’Institut ENSAM1 de Chambéry publie la revue bimestrielle Eco-Concept portant sur l’ac-tualité de l’éco-conception et du management environnemental. Cette revue propose un pano-

Les informations sélectionnées dans la presse papier et les sites Internet spécialisés portent sur l’actualitétechnique et réglementaire de la valorisation des produits en fin de vie, de l’eau et l’assainissement, dumanagement environnemental des produits et des sites ou encore des énergies renouvelables et alternatives.La revue est disponible en versions papier et informatique (format pdf) au prix de 229 € TTC l’abonnement(6 numéros) ou 45 € TTC le numéro.Afin de vous faire découvrir Eco-Concept et de vous apporter une information sur l’actualité«environnementale», vous trouverez désormais dans les prochains numéros du Mag’Mat un extrait de larevue.Pour recevoir gratuitement un numéro ou pour toute information relative au contenu et aux conditionsd’abonnement à Eco-Concept, vous pouvez contacter Sophie OMONT à l’ENSAM de Chambéry.Tél. : 04 79 25 36 55 - Courriel : [email protected]

1 ENSAM : Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers

Eco-concept :revue de presse sur l’éco-conceptionet le management environnemental

rama des nouveaux produits et procédés, des recherches en cours et de la réglementation en vigueur et enpréparation.

* (et seule détentrice de cette technologie sur le territoire national)

Nanomatériaux : couper l’herbe sous le pied des faucheurs de nanotubes


L’inquiétude croissante de la société civile concernant lesnanomatériaux et particulièrement les nanotubes de carbone, setraduit de diverses manières plus ou moins protestataires. On nepeut s’empêcher d’établir un parallèle, au moins sur la forme,avec le dossier des OGM…Il est tout à fait légitime de se poser des questions, surtout face àl’explosion annoncée par les prévisionnistes concernant les appli-cations des nanomatériaux.De fait, de nombreuses études sur les aspects Environnement,Hygiène et Sécurité sont menées aussi bien aux USA, qu’au Ja-pon ou en Europe.

En France, le Comité de la Prévention et de la Précaution, mandaté par le Ministre de l’Environnement etdu Développement Durable, a publié en mai 2006 une étude intitulée «Nanotechnologies, nanoparticules –Quels dangers, quels risques ?», disponible sur Internet.

Parmi les recommandations de cette étude figurent notamment :- le recensement et les filières de production des nanoparticules, en insistant sur deux aspects essen-

tiels que sont la normalisation et la transparence de la production et des usages ;- la production de nouvelles connaissances par une recherche stimulée et coordonnée. Les axes de

travail porteraient notamment sur l’identification des populations concernées et le développement detechniques de métrologie pour en mesurer les expositions, sur l’évaluation des dangers et des risqueschez l’homme, ainsi que pour les espèces et les systèmes biologiques ;

- l’adoption de mesures de précaution concernant les travailleurs, la population et les écosystèmes ;- la mise en place d’un dispositif réglementaire national cohérent avec les recommandations européen-

nes ;- la prise en compte des aspects sociétaux à travers la mise en place d’un observatoire impliquant tous

les acteurs concernés dans une démarche transparente appuyée par des programmes de recherche.

Nanotube grass grown on flat substrate by CVDSource :Adv. Mater., 13, 1767, 2001

ECORESPLe livre débat des actions possibles pour développer une économie responsable

Cet ouvrage interactif réalisé sous la conduite de Corinne LEPAGE, est un livre destiné à mettre en débatdes propositions émanant de la société civile. Il ne prétend pas à l’exhaustivité mais vise, à partir des bonnespratiques, à formuler des propositions concrètes.L’élaboration de ce document s’est effectuée en deux phases : la collecte des attentes de la société civile, parla mise en ligne d’un questionnaire et la rédaction du livre blanc par l’ouverture d’un site collaboratif. Cetouvrage offre un état des lieux et apporte des propositions sur différentes thématiques : l’énergie, la santé,l’eau, l’économie des matériaux et la gestion des déchets, la chimie verte…Une nouvelle édition d’ECORESP sera publiée chaque année sur cette même base, ce qui permettra dedresser un état d’avancement des propositions et de fixer de nouveaux objectifs. ECORESP 2007 paraîtra enfévrier 2007.Ce document est téléchargeable sur le site : www.ecoresp.fr

De son côté, l’Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail a publié fin août2006 un avis relatif aux «effets des nanomatériaux sur la santé de l’homme et sur l’environnement» quirecommande notamment :

- la surveillance des nanomatériaux par une structure indépendante et décisionnelle ;- la prise en compte de leur spécificité dans le cadre de la réglementation REACH ;- une harmonisation internationale des réglementations ;- le développement d’outils concernant la responsabilité des industriels et la traçabilité des

nanomatériaux manufacturés ;

Les conséquences possibles du développement des nanotechnologies sont actuellement aussi imprévisiblesque celles du développement de l’informatique individuelle et d’Internet à leurs débuts.Le principe de précaution doit donc être appliqué, mais de manière raisonnée, transparente et concertée, enmettant en balance autant que possible les risques encourus et les bénéfices espérés, sans oublier que lacourse engagée est mondiale ! Une analyse probabiliste détaillée des risques et de leurs impacts doit êtreengagée a priori. Cette démarche anticipative permettra de se donner le temps et les moyens de mettre enplace les contre-mesures nécessaires.

Pour en savoir plus sur les impacts sanitaires et environnementaux desnanomatériaux :

www.afsset.frwww.epa.gov/epahome/r2k.htm

www.icon.rice.eduwww.nanomateriauxetsecurite.fr

www.nanosafe.orgwww.nanotox.info


Capillarity-induced filling of carbon nanotubesSource : Nature, 361, 333, 1993

- un registre international des nanomatériaux commercialisés et des produits susceptibles d’en contenir ;- une diffusion de l’information et la facilitation de l’accès au savoir sur tout ce qui concerne les nanomatériaux (production, usages, bénéfices, risques).

Le magnésium pour le stockage de l’hydrogène

Ces dernières années, on constate un intérêt croissant pour l’hydrogène et les piles à combustible notam-ment dans le secteur des transports. L’utilisation de l’hydrogène parait effectivement très avantageuse carson rapport énergie sur masse est trois fois supérieur à celui des hydrocarbures (142 MJ/kg contre 42 MJ/kg pour l’essence). De plus la combustion de l’hydrogène est propre et son utilisation pourrait constituer unesolution vis-à-vis de la diminution des ressources pétrolières.

L’utilisation de cette source d’énergie nécessite un stockage compact et sécurisé de l’hydrogène. Plusieurssolutions sont envisagées : gaz sous haute pression, liquide cryogénique, stockage chimique dans un com-posé solide. Cette dernière solution semble particulièrement intéressante d’un point de vue énergétique etsécuritaire. Depuis plusieurs années, l’entreprise MCP Technologies et le Laboratoire de Cristallographiedu CNRS de Grenoble collaborent au développement de poudres d’hydrure de magnésium Mg/MgH2 con-tenant 7 % en poids d’hydrogène, pouvant être libéré à une température proche de 300 °C. Les capacités deproduction de ces poudres sont actuellement de plusieurs dizaines de kilogramme par mois et font l’objetd’une amélioration continue. Les équipes de recherche travaillent également au développement d’un équi-pement, qui permettra de recycler la chaleur produite par le véhicule et de la transférer vers l’hydrure demagnésium.

Contacts :

Michel JEHANMCP TechnologiesZI - Rue de Vaucanson - 26100 Romans

Daniel FRUCHARTLaboratoire de Cristallographie - CNRSBP 166 - 38042 Grenoble cedex 9


rojet AgenceDispositifs médicaux,

nouvelles potentialités desMatériaux d’Origine Biologique

La région Rhône-Alpes est leader en France en nombre d’entreprises actives dans le secteur des dispositifsmédicaux. Elle représente 20 % de l’activité nationale du secteur avec un tissu industriel constitué d’environ300 entreprises et des secteurs d’activité connexes complémentaires (plasturgie, mécanique, électronique, mé-tallurgie...). Cette activité biomédicale regroupe notamment les dispositifs implantables, le matériel pour lehandicap et la dialyse, le diagnostic in vitro, le matériel à usage unique, ou encore le textile médical.Les entreprises des dispositifs médicaux sont soumises, au même titre que d’autres secteurs industriels, àdiverses contraintes : pression réglementaire, concurrence (notamment asiatique), augmentation des prix desmatières premières, risques liés à l’utilisation de certaines matières d’origine animale…

Un rapide tour d’horizon de l’économie mondiale montre que les cours de certaines matières premières ont unefâcheuse tendance à s’orienter à la hausse, sans que les analystes puissent apercevoir des signaux annoncia-teurs de stabilisation. Parmi celles-ci, le pétrole, les métaux précieux et les alliages à hautes performances sonten première ligne. D’autre part, les produits d’origine animale et les risques de pathologies transmissibles àl’homme restent l’une des priorités de toutes les instances sanitaires nationales et européennes.

Les matériaux utilisés dans la conception des dispositifs médicaux sont nombreux : les métaux et alliagesmétalliques, les plastiques, les composites, les céramiques, les matériaux d’origine naturelle.

Les métaux et alliages métalliques ont été les précurseurs des biomatériaux et les premiers à avoir étéutilisés pour la fabrication des implants. Parmi ces matériaux, il faut citer l’acier et le titane, principalementutilisés en chirurgie orthopédique et dans le secteur dentaire.Dans le domaine des céramiques, l’hydroxyapatite et le phosphate tricalcique, en raison de leurs propriétésd’ostéoconduction, sont largement employés dans le revêtement de prothèses orthopédiques et font toujoursl’objet de nombreuses recherches publiques et privées.Les plastiques sont caractérisés par plusieurs familles de polymères, parmi lesquels sont notamment utilisésdans les dispositifs médicaux :

Quel que soit le biomatériau, la fonction envisagée, la matière employée, chacun présente ses avantages et sesinconvénients : le biomatériau idéal n’a pas encore été trouvé. C’est dans ce contexte que les matériauxd’origine biologique offrent des perspectives intéressantes en matière de développement de matières pre-mières ou de nouveaux dispositifs à même de répondre aux enjeux technologiques et médicaux de demain. Sontdéfinis comme Matériaux d’Origine Biologique, sous l’abréviation MOB, toutes substances ou molécules d’ori-gine bactérienne, végétale, animale (vertébrés ou invertébrés) de provenance terrestre ou aquatique produitespar extraction, ou fabriquées naturellement ou par un procédé biologique (dans un bioréacteur par exemple). Ledomaine des MOB couvre donc également les polymères naturels : polymères synthétisés par un systèmevivant et susceptibles d’être dégradés par ce même système ou un système vivant différent.

les polyvinyliques : cathéters, raccords, tubes, poches…les polyamides : sutures, seringues…les polyacryliques : matériels opératoires, sutures, matériels de laboratoires, prothèses optiques,

dentaires…les polyéthers et polyoxyméthylènes : valves cardiaques, prothèses orthopédiques…les élastomères (caoutchoucs naturels et silicones) : organes artificiels, textiles de santé, canules…les polyesters : textiles de santé, sutures, orthopédie…les polymères fluorés : sutures, chirurgie vasculaire (veines et vaisseaux artificiels)…

rojets AgenceP

L’ARTEB1 et l’ARAMM se sont intéressées, dès janvier 2005, aux potentialités des matériaux d’originebiologique (MOB) dans les dispositifs médicaux. Une étude approfondie a été menée et a donné lieu à lapublication d’un dossier présentant, outre les enjeux et le contexte, les potentiels de ces matériaux. Ce dossierest accompagné d’un classeur contenant des fiches techniques sur différents types de MOB : il proposeune première approche du matériau avec des informations sur les procédés d’obtention, les caractéristiquesbiologiques, les applications médicales actuelles et potentielles, les aspects économiques et réglementaires, lapropriété industrielle et l’état d’avancement de la recherche. Les matériaux présentés sont les suivants :

la biocellulose ou cellulose d’origine bactérienne,la biomenbrane en latex naturel,le chitosane,le collagène extrait de tissus d’animaux marins ou préparé par biotechnologies,la nacre,la soie d’origine animale.

Certains de ces matériaux sont encore au stade laboratoire tandis que d’autres sont déjà présents dans desapplications industrielles. A titre d’exemple, la société France Chitine (Orange, Vaucluse) est devenue le leadernational de l’extraction de la chitine de crustacés pour la production de chitosane, molécule que l’on retrouve eningénierie tissulaire. Le tableau suivant présente un résumé succinct de la fiche technique du Chitosane.

1 ARTEB : Agence Rhône-Alpes pour les Technologies Médicales et Biotechnologies


Nombreuses possibilités en termes de formes physiques.Il reste à résoudre la maîtrise industrielle de sa transformation afin d’obtenir une fibre utilisable dans les domaines textiles

Faisabilité industrielle

Laboratoire des Matériaux Polymères et des Biomatériaux (Université Lyon 1).

Compétences scientifiques en Rhône-Alpes

Le nombre de producteurs de chitine et de chitosane de taille significative dans le monde est généralement estimé à 15 mais la production de chitosane, pour des finalités médicales, est dominée par 3 sociétés dont 2 européennes.Sur le plan national, à noter les sociétés France chitine et Gilet chitosane.

Aspects économiques

Nombreux brevets internationaux sur l’utilisation et les procédés d’obtention de la chitine et du chitosane.

Aspects réglementaires et propriété industrielle

Pansements, textiles de santé, applications anti-adhésives dans certains dispositifs médicaux.Les formes finales obtenues ouvrent de nombreuses perspectives : films, gels, mousses/éponges, fibres, fils, etc.

Applications médicales actuelles/potentielles

Insoluble dans l’eau mais soluble dans les acides faibles. Fragile en solution et donc dégradable dans le temps.Phase solide, sèche : conservation quasi infinie.

Caractéristiques physiques et chimiques

Les propriétés biologiques du chitosane sont nombreuses et peuvent être citées : sa biodégradabilité, sa biocompatibilité, sa biorésorbabilité, son antithrombogénicité, etc.

Caractéristiques biologiques

La chitine est un polymère naturel présent principalement dans les crustacés marins et les insectes car elle entre dans la composition de leur cuticule.Le chitosane est un polysaccharide de structure linéaire généralement dérivé de la chitine mais également présent àl’état naturel dans certains champignons. Il peut également être obtenu par voie de synthèse à partir de polymères naturels.Le chitosane et la chitine sont tous les deux des copolymères de même structure chimique globale et ne se distinguent que par la proportion relative des unités N-acétyl D glucosamine et D- glucosamine les constituant, c’est-à-dire leur degré d’acétylation. Ce paramètre influe sur la majeure partie de leurs propriétés physico-chimiques et biologiques et apparaît donc déterminant.

Le Chitosane

Nombreuses possibilités en termes de formes physiques.Il reste à résoudre la maîtrise industrielle de sa transformation afin d’obtenir une fibre utilisable dans les domaines textiles

Faisabilité industrielle

Laboratoire des Matériaux Polymères et des Biomatériaux (Université Lyon 1).

Compétences scientifiques en Rhône-Alpes

Le nombre de producteurs de chitine et de chitosane de taille significative dans le monde est généralement estimé à 15 mais la production de chitosane, pour des finalités médicales, est dominée par 3 sociétés dont 2 européennes.Sur le plan national, à noter les sociétés France chitine et Gilet chitosane.

Aspects économiques

Nombreux brevets internationaux sur l’utilisation et les procédés d’obtention de la chitine et du chitosane.

Aspects réglementaires et propriété industrielle

Pansements, textiles de santé, applications anti-adhésives dans certains dispositifs médicaux.Les formes finales obtenues ouvrent de nombreuses perspectives : films, gels, mousses/éponges, fibres, fils, etc.

Applications médicales actuelles/potentielles

Insoluble dans l’eau mais soluble dans les acides faibles. Fragile en solution et donc dégradable dans le temps.Phase solide, sèche : conservation quasi infinie.

Caractéristiques physiques et chimiques

Les propriétés biologiques du chitosane sont nombreuses et peuvent être citées : sa biodégradabilité, sa biocompatibilité, sa biorésorbabilité, son antithrombogénicité, etc.

Caractéristiques biologiques

La chitine est un polymère naturel présent principalement dans les crustacés marins et les insectes car elle entre dans la composition de leur cuticule.Le chitosane est un polysaccharide de structure linéaire généralement dérivé de la chitine mais également présent àl’état naturel dans certains champignons. Il peut également être obtenu par voie de synthèse à partir de polymères naturels.Le chitosane et la chitine sont tous les deux des copolymères de même structure chimique globale et ne se distinguent que par la proportion relative des unités N-acétyl D glucosamine et D- glucosamine les constituant, c’est-à-dire leur degré d’acétylation. Ce paramètre influe sur la majeure partie de leurs propriétés physico-chimiques et biologiques et apparaît donc déterminant.

Le Chitosane

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Les biomatériaux et tout ce qui touche à l’ingénierie tissu-laire restent les axes forts de demain. Dans le domaine desbiomatériaux, Rhône-Alpes affiche des compétences re-connues dans le domaine de l’orthopédie avec une ving-taine d’entreprises actives et plusieurs spécialistes médicauxde réputation nationale et internationale dans le domaine del’os et du cartilage.De même, sur le thème de la peau, il existe un réseau impor-tant de scientifiques à Lyon travaillant sur le domaine dermo-cosmétique autour du Centre Européen deDermocosmétologie (CED). La recherche est particulière-ment développée au niveau des laboratoires académiques etdes hôpitaux.Tout indique que le secteur de la santé et des dispositifsmédicaux est encore un secteur porteur pour les décenniesà venir. Les ressources sont diverses et, pour certaines, en-core méconnues des industries des dispositifs médicaux.Il apparaît difficile, pour une PME, d’avoir la compétenceunique lui permettant de comprendre et d’appréhender desdomaines aussi variés que l’océan, le végétal, la génomiquedes microorganismes, la transformation de la biomasse... Ilest également ardu d’évaluer l’application d’un matériau oud’un composé à visée cosmétique, pharmaceutique dans lemonde des dispositifs médicaux. Les paramètres à prendreen considération sont complexes et nombreux.

Au-delà des caractéristiques et des propriétés physico-chimiques et biologiques, c’est l’ensemble des critèresliés à une faisabilité industrielle (propriété intellectuelle, coûts économiques, travail du matériau…) qui resteprimordial. La connaissance des instituts et de leurs travaux de recherches, la possibilité d’identifier des compé-tences précises, de disposer d’outils et d’équipements spécifiques à des domaines agricoles ou marins, sont desatouts supplémentaires mis à la disposition des industriels.

Aujourd’hui et face aux montants financiers souvent très importants à engager pour initier un projet de R & D, ilsemble de plus en plus difficile pour une PME d’asseoir une R & D forte basée uniquement sur ses propresressources. La pensée et les craintes de voir une idée reprise par un concurrent sont légitimes et justifiées.Néanmoins, la mutualisation de certaines actions semble être un outil permettant de lancer plusieurs pistessur différents sujets à des coûts acceptables pour une petite entreprise.

Cette orientation est celle préconisée par les politiques nationales et encouragée par les acteurs régionaux.Ce dossier MOB vise à encourager une autre façon d’aborder la R & D : développer un projet industriel collectif.Il veut lancer la réflexion sur des investigations et des actions communes avec comme objectif final le développe-ment d’un socle de connaissances et/ou de savoir-faire collectif susceptible d’alimenter des innovations indivi-duelles en préservant la confidentialité.

Le document complet sur les «nouvelles potentialités des matériaux d’origine biologique» est disponible à l’ARTEBou l’ARAMM et nous encourageons les entreprises du secteur des dispositifs médicaux à prendre contact avecl’une des deux agences afin d’avoir plus d’information sur ce sujet et sur les possibilités de développement enrelation avec les laboratoires.

Mars 2006

FICHES TECHNIQUES

Matériaux d’Origine Biologique

Nouvelles potentialités pour les dispositifs médicaux

Contact ARAMM : Christophe ZELLER - Tél. : 04 79 25 36 01 - Courriel : [email protected] ARTEB : Alain Schouft - Tél. : 04 37 37 85 81 - Courriel : [email protected]

Le Pôle Optique Rhône-Alpes

Il a donc aussi pour mission de soutenir la recherche et de favoriser l’introduction des nouvelles technologiesdans des secteurs traditionnels demandeurs d’innovations pour lesquels les approches optiques offrent de nou-velles opportunités.Cette double mission obéit à un seul objectif : celui de dynamiser l’activité économique régionale auniveau de toutes ses composantes locales et de créer des emplois.Pour cela, elle doit se développer à partir de l’expression des besoins industriels et s’appuyer sur l’ensemble desforces vives académiques et industrielles de la région.

Elle doit surtout veiller à ce que le cercle vertueux qui relie laformation, la recherche de base, la recherche technologi-que et son transfert vers l’industrie puisse se mettre en placede façon continue et efficace.

Le partenariat du pôle est donc dans ce contexte multiculturel et multidisciplinaire, mais son périmètre d’actionest orienté par la demande industrielle et par l’objectif de la satisfaire dans les délais souhaités. Il doit se mettreen place dans le cadre de projets structurés à finalité industrielle.Le pôle ORA a dans ce cadre un rôle d’intermédiaire clé facilitant les contacts, les échanges d’information, lamise en place de projets, la recherche de financement et le bon déroulement des opérations entre les différentsacteurs de ces projets.Dans le cadre de besoins particuliers, le pôle Optique Rhône-Alpes peut jouer le rôle d’expert pour toutesproblématiques touchant à l’optique et à la photonique ; cette activité peut aller du simple conseil d’orientationà la prise en charge, partielle ou totale, de la demande par ses ingénieurs.Ce type de collaboration est le plus souvent mis en place avec les PME/PMI qui ne sont pas directementimpliquées dans les secteurs de l’optique, mais qui ont besoin de compétences dans ce domaine pour mener àbien un projet (par exemple, contrôle et mesure en ligne par voie optique, intégration de nouveaux composantsd’optoélectronique nécessitant la redéfinition partielle d’un module produit,…).

Enfin, le pôle ORA a un rôle de conseiller auprès des instances de formation pour orienter et faire évoluer lesenseignements grâce à sa position au carrefour des connaissances académiques et des besoins industriels.

Les orientations stratégiquesA la différence des autres pôles régionaux, le pôle ORA est directement associé au fonctionnement de septplateformes scientifiques et techniques de l’Université Jean Monnet de Saint-Etienne.

Trois sont des plateformes technologiques (sol-gel, usinage asphérique haute précision, laser femtoseconde)regroupant de très gros équipements dont certains sont uniques en France.

Le pôle ORA, dont le nouveau Président est Christian BOVETd’ESSILOR, a pour mission générale, au sein de la région Rhône-Alpes, de stimuler par ses actions l’activité technico-économiquedans le domaine de l’optique et de la photonique, mais aussi dansles domaines connexes pour lesquels ces techniques, particulière-ment diffusantes, permettraient d’apporter de nouvelles rupturestechnologiques.

aboratoire : Pôle ORAL



Les quatre autres plateformes sont des laboratoires spécialisés sur des thématiques ciblées et largement ouver-tes aux collaborations industrielles (‘éléments diffractants’, ‘gradient d’indice’, ‘Vision Industrielle-Vision Ac-tive VIVA’ et ‘microvision 3D’) ; elles rassemblent des moyens techniques plus légers, mais assurent toujoursl’interface entre la recherche purement académique et le développement industriel via des projets de recherchefinalisés.Le pôle a pour mission d’assurer le développement de ces plateformes dans le cadre de projets à finalitéindustrielle.

Il a pour cela défini une stratégie à long terme permettant de tirer le meilleur parti possible de ces moyens et deles mettre en synergie avec les forces vives scientifiques et industrielles de la région, afin de mieux répondreaux enjeux technico-économiques de demain.Cette stratégie s’appuie sur quelques thématiques clé qui paraissent aujourd’hui les plus aptes à répondre auxenjeux technico-économiques du secteur de l’optique et de la photonique, mais aussi des secteurs connexesutilisateurs.

Quatre thématiques de R & D, soit orientées technologies soit orientées composants :

Micro et nanophotonique,Micro et nanostructuration de surfaces,Nouveaux matériaux pour l’optique,Imagerie et vision.

Deux thématiques d’accompagnement indispensables au développement de ces actions :

Assemblage et packaging des composants optiques,Caractérisation des composants de micro et nanophotonique.

Ces six axes thématiques sont fortement orientés par le développement des activités micro et nanotechnologies.Cela s’explique à la fois par les très fortes ruptures que la maîtrise de ces technologies ne va pas manquerd’offrir dans le secteur de l’optique-photonique (du fait de la position de la longueur d’onde optique visible à lafrontière entre le monde micro et le monde nano) et par le rôle de leader que joue depuis plusieurs années déjàla région Rhône-Alpes dans le domaine des micro-nanotechnologies, rôle encore renforcé par le centre d’inno-vation Minatec® à Grenoble.

Fort de ce positionnement stratégique, de son partenariat avec le pôle de compétitivité mondial Minalogic et deson implication dans le Comité National d’Optique et Photonique, le pôle Optique Rhône-Alpes doit devenir undes principaux acteurs de développement de l’optique et de la photonique sur le plan régional et national.

POLE OPTIQUE RHONE-ALPES18 Rue Benoît Lauras, Bât. C

42000 Saint-EtienneTél. : 04 77 91 57 35

Contact : Olivier DELLEACourriel : [email protected]

Dans le cadre du programme de recherche et développement MINAOSS (MIcro et NAnostructuration Opti-que des Surfaces et Substrats), le CEA de Grenoble et le Pôle Optique Rhône-Alpes créent l’Atelier Techno-logique pour la Microstructuration Optique des Surfaces et Substrats (ATMOSS), implanté principalement àSaint Etienne et partiellement à Grenoble, dans l’orbite du CEA - LETI. Cet atelier collaborera en particulieravec les plateformes sol-gel et laser femtoseconde.

Fabrication rapide de pièces à partir de poudres métalliquesCongrès du 22 juin 2006

Le LERMPS1 de l’UTBM2 de Belfort a organisé le 22 juin 2006, au sein de son établissement, une journéetechnique sur la fabrication rapide de pièces à partir de poudres métalliques.

Les technologies de transformation de poudres métalliques ont connu des avancées significatives ces dernièresannées et constituent aujourd’hui une réelle alternative aux autres procédés de production. L’utilisation despoudres métalliques ouvre de nouveaux horizons, tant en termes de diversité de matériaux, qu’en termes deproduction de pièces de géométries complexes à des niveaux de performance et de qualité élevés. Un panoramade différents procédés et de leurs applications a été présenté lors de cette manifestation.

Présentation de l’AFPRL’Association Française de Prototypage Rapide, créée en 1992, a pour fonction de rassembler les partenairesdu prototypage rapide, de répondre à des besoins multisectoriels, de favoriser la formation et le transfert detechnologie, d’informer et de sensibiliser (www.afpr.asso.fr). En 2006, l’AFPR s’est donné, comme nouvelobjectif, de contribuer à l’utilisation des matériaux et des procédés de fabrication directe en phase avec lescontraintes de qualité de l’industrie, et a pour cela créé la Commission «Fabrication Directe Métal et Cérami-que» (FDM) qui réunit les principaux centres de compétences privés et publics en France et en Belgique. Cettecommission doit qualifier les matériaux et procédés suivant les normes dans chaque métier, puis aboutir à lanormalisation de la fabrication directe via la formalisation de bonnes pratiques.

Le procédé d’atomisation gazeuseLe LERMPS possède une tour d’atomisation et fournit couramment des poudres aux entreprises dans le cadrede coopérations.

Buse de coulée

Buse

Gaz d’atomisation

Filet de métal Point de désintégration

Gouttelettes de métal

1 LERMPS : Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur les Matériaux, les Procédés et les Surfaces2 UTBM : Université Technique de Belfort Montbéliard

Schéma du dispositif d’atomisation

ongrèsC



Le principe général de l’atomisation des métaux et alliages métalliques consiste à fondre de la matière premièredans un creuset localisé dans un autoclave en partie haute d’une tour d’atomisation. Le bain en fusion s’écouleensuite à travers une buse de coulée vers une chambre d’atomisation en formant un filet de matière. En arrivantdans la chambre d’atomisation, le filet subit une instabilité, ce qui le brise en fines gouttelettes lorsque lapression du gaz (de l’argon en général) devient supérieure à la tension superficielle du liquide. Ces gouttelettesse solidifient grâce à un échange convectif au cours de leur déplacement dans la chambre d’atomisation. Lespoudres ainsi formées sont collectées dans le réceptacle au bas de la tour. On obtient des poudres denses (pasde porosité sauf quand le diamètre de la particule est supérieur à 400 µm) et quasi sphériques. On peut prédirela taille des poudres en fonction de deux paramètres : la pression et le débit volumique du gaz d’atomisation(Ar).

La projection thermiqueCe procédé a une application bien connue (le rechargement laser) mais peut aussi servir pour réaliser rapide-ment des pièces à parois minces tels que des carters ou des rouets. Le principe est le suivant : on projette desparticules à l’aide d’un gaz (Argon) sur un substrat. Les gouttelettes arrivent à l’état liquide sur le substrat carelles sont fondues par un laser. Ensuite, on élimine le substrat (mécaniquement ou chimiquement) et le dépôtdevient ainsi une pièce à part entière (contrairement au rechargement où la fine couche de dépôt sert à amélio-rer le dimensionnement ou les qualités mécaniques). On peut parfois obtenir des densités de 99 %, mais engénéral un traitement thermique postérieur est nécessaire pour avoir une bonne structure. Il est possible defabriquer des pièces hybrides, composées, par exemple, d’une base usinée et d’une partie supérieure fabriquéepar projection laser.

Les limitations de ce procédé se résument à des contraintes résiduelles lors de l’élimination du substrat et à laforme des pièces à produire, qui ne doivent pas avoir de contre-dépouilles importantes (inclinaisons < 30 °C).Le rendement de déposition est inférieur à 50 %, le diamètre du jet de poudre va de 400 µm à 1 mm, et il estnécessaire de bien calculer la vitesse de passage et la puissance du laser pour contrôler l’épaisseur du dépôt.

Schéma de principe de projectionavec buse coaxiale

Schéma de principe de projectionavec buse latérale

Faisceau

Poudre + Gaz de transport

Jet de poudre irradié

Substrat Bain de fusion

A la différence du frittage laser, la fusion laser doit permettre d’atteindre la température de fusion complète despoudres (ce procédé n’est pas applicable pour les poudres à très haute température de fusion). On obtient alorsdes densités homogènes pouvant atteindre 99.9 %. Les structures cristallines sont très fines (car l’histoirethermique de la pièce est courte) et aucun traitement postérieur n’est nécessaire. La rugosité obtenue oscilleentre 40 et 60 µm alors que la précision est de ± 0.2 mm en général. Les applications se trouvent dans ledomaine de l’outillage, les petites séries de pièces techniques et le médical (avec l’avantage de pouvoir faire du« sur mesure » dans des délais très courts).

La fusion laser métallique

Le PEP1 travaille depuis plusieurs années sur la fusion laser et a fait ré-cemment l’acquisition d’une nouvelle machine EOS M270. Celle-ci pos-sède un plateau de 250 x 250 mm et permet l’utilisation d’un grand nombrede poudres métalliques de diverses compositions et l’obtention d’objetsavec une densité proche de 100 %. La résolution des détails et la qualitéde surface dépendent principalement de la taille de la poudre (20 µm) et dela taille du faisceau, qui dans le cas de cette machine est pratiquement cinqfois plus petit que sur l’ancienne (100 µm contre 500 µm sur l’anciennemachine). Un autre point fort de cette dernière génération d’équipementsde fusion laser est la possibilité de travailler sur des poudres «bonne ma-tière». Il est désormais possible d’utiliser des poudres commerciales dis-ponibles pour les applications de métallurgie des poudres (compaction isos-tatique à chaud par exemple). Un groupe de six industriels de la régionRhône-Alpes bénéficie d’un accès privilégié à cette machine dans le ca-dre d’un projet co-financé par la Région et la DRIRE Rhône-Alpes : 200heures par an sont mises à disposition de chaque industriel pour leurs pro-jets de développement produits.

1 PEP: Pôle Eurupéen de Plasturgie

MB Proto possède également une machine de fusion laser qui a pour par-ticularité de fusionner non seulement la couche de poudre supérieure, maisaussi la couche inférieure. Il en résulte une limite élastique deux fois plusélevée (mais une ductilité deux fois plus faible). Les autres améliorationsapportées sont un plateau chauffant (pour diminuer les contraintes rési-duelles) et un spot laser de 25 µm au lieu de 100 µm, ce qui améliorel’aspect de surface (rugosité de 10-15 µm).

L’ENISE2 possède quant à elle une machine de frittage laser ayant la particularité d’avoir une chambre defabrication qui fait également office de four (jusqu’à 900 °C). Les équipes de recherche étudient particulière-ment l’influence de la morphologie des poudres, de la puissance du laser, de la vitesse et de la stratégie deparcours du laser sur la pièce obtenue. La précision obtenue en fabrication est de 1/10 et la rugosité de 6 à 10µm .

2 ENISE: Ecole Nationale d’Ingénieurs de Saint-Etienne

Les applications de ce procédé se trouvent notamment dans le médical, l’aérospatial, l’outillage de production,le prototypage fonctionnel et la réparation.

Le procédé LENSIl s’agit d’un procédé de rechargement et de fabrication directe par projection laser (buse coaxiale) ayantquelques spécificités :

il permet d’obtenir un taux de porosité quasi nul pour certaines poudres,il possède deux distributeurs de poudres et permet ainsi de faire évoluer les compositions au cours de laprojection,sa résolution permet de faire des dépôts de 50 µm, avec des rugosités pouvant être inférieures à 10 µm.

Source : Pôle Européen de Plasturgie



Fibres naturelles non tisséesSource : Compositec

Matériaux chargés fibres naturelles,matériaux issus de ressources renouvelables en plasturgie

Congrès du 13 septembre 2006La journée «Matériaux chargés fibres naturelles, matériaux issus de ressour-ces renouvelables en plasturgie» organisée au Pôle Européen de Plasturgie asuscité un vif intérêt de la part des industriels avec plus de 150 personnes présenteset une participation active des auditeurs.Les fibres naturelles suscitent un regain d’intérêt pour plusieurs raisons : leur faibledensité, leur rigidité spécifique, l’absence de nocivité, la préservation des ressour-ces fossiles… Un projet nommé «polymères naturels» a été mené sur trois ans parle PEP et Compositec, en collaboration avec l’ARAMM et avec un financement dela DRIRE et de la Région Rhône-Alpes, afin d’étudier les propriétés des polymèresthermoplastiques et thermodurcissables renforcés par des fibres naturelles.

Les principaux problèmes liés à l’utilisation de fibres naturelles dans les polymères sont l’interface fibres/matrice, la dispersion des fibres, leur hygroscopie et leur stabilité thermique.Pour les matrices thermoplastiques, la phase de compoundage reste une étape critique. Il s’agit de trouver unéquilibre entre le défibrage, la conservation de la longueur des fibres et l’homogénéité du mélange. L’injectionest pour le moment très peu développée avec ce type de fibres et les pièces industrielles sont réalisées princi-palement par compression. Plusieurs sociétés travaillent sur le développement de compounds avec des fibresnaturelles. L’entreprise ADmajoris développe, en collaboration avec le PEP et l’entreprise Dehondt, descompounds à base de lin et de polypropylène avec pour objectif la préservation de la longueur des fibres afind’obtenir des propriétés mécaniques élevées. Son travail porte notamment sur les procédés d’extrusion et leséchage des fibres.Les applications pour les thermoplastiques chargés fibres naturelles se trouvent essentiellement dans l’automo-bile avec comme fibres dominantes le lin et le chanvre. Leur utilisation dans l’automobile est en croissancerégulière en Allemagne avec, en 2003, plus de 15 000 t/an de composites pour des pièces de panneaux de portesou de tablettes arrière, réalisées par compression. Par contre, au niveau français, les applications dans cesecteur sont encore peu développées et se heurtent à plusieurs problèmes : dégradation de l’aspect des piècespar vieillissement, problèmes d’odeurs, prix de revient jugé encore un peu élevé (+ 3 à 5 %)...

Le recours à l’injection sandwich bi-matière, présentée par l’Entreprise Billon, pourrait permettre de résoudrecertaines difficultés liées à l’utilisation de fibres naturelles. Ce procédé permet, par exemple, de créer une peauen polypropylène autour de pièces en polypropylène chargé fibres naturelles. Ces produits présentent unemeilleure résistance aux chocs et une plus faible reprise d’eau. La peau en polypropylène apporte égalementune atténuation forte des odeurs liées à l’utilisation de fibres naturelles, une meilleure résistance au vieillisse-ment et un meilleur aspect de surface.

de fibres naturelles et mise en œuvre par RTM et injectionBMC. L’utilisation de fibres naturelles permet un gain depoids de l’ordre de 15 % par rapport aux mêmes composi-tes renforcés par des fibres de verre, cependant la majo-rité des propriétés mécaniques sont fortement dégradées.Ces propriétés sont essentiellement dues à une mauvaiseadhésion entre les fibres et la matrice. Les essais ont été

Dans le cadre du projet «Polymères naturels», des essaisont été menés par Compositec avec des matrices thermo-durcissables. L’introduction des fibres naturelles dans cetype de matrice est beaucoup moins développée que dansle cas des thermoplastiques. Les essais ont été réalisésavec des matrices polyester et époxy contenant 12 à 15 %

Lin - Source : Compositec

1 CERMAV : Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales

lamentaire afin de montrer la faisabilité de ce type de piè-ces. L’entreprise s’intéresse également aux nouvelles tech-niques de récoltes et de transformation ainsi qu’à latraçabilité, la caractérisation et la certification des pro-duits en lin. Le CERMAV1 travaille par ailleurs sur lacompatibilisation des fibres de cellulose avec des matri-ces polymères. Il a développé une nouvelle technique quipermet de modifier chimiquement la surface des fibrespar greffage, avec un coût qui soit acceptable. Ce pro-cédé trouve ces premières applications dans l’industriepapetière. Les principaux verrous à son développementsont le manque de molécules spécifiques et d’équipementsindustriels.

Actuellement, les applications industrielles des polymères avec fibres naturelles restent encore limitées. Leurdéveloppement nécessite une adaptation de ces matériaux aux cahiers des charges du produit. La filière doitêtre considérée dans son ensemble, du producteur de fibres jusqu’à l’industriel. Il est nécessaire de travailler àla fois sur les fibres, afin d’adapter leur propriétés pour une utilisation dans les polymères, et sur les procédéspour une mise en œuvre optimale. La fiabilité et la régularité de l’approvisionnement sont également des fac-teurs importants à prendre en compte afin de sécuriser les futurs utilisateurs. Une base de données est dispo-nible gratuitement sur Internet à l’adresse suivante : www.N-fibrebase.net. Elle contient notamment des don-nées techniques et économiques sur les compounds à base de fibres naturelles.

L’entreprise Dehondt, spécialisée dans la conception et la production de machines dédiées à la transformationdu lin textile, développe de nouveaux procédés pour des applications industrielles du lin. Elle prend notammenten compte les paramètres de mise en œuvre des composites pour le développement de nouveaux produits.Ainsi, un roving de lin a été utilisé pour la réalisation d’une plaque en composite polyester par enroulement fi-

Aspects obtenus sur pièces avec les différents types de fibres (résines thermodurcissables)Source : Compositec


Lin teillé - Source : Compositec

réalisés avec des produits disponibles sur le marché et qui sont classiquement destinés à des marchés tels quela construction, l’emballage, l’agriculture... Il est nécessaire que les renforts soient optimisés pour l’industriedes composites.

DossierTechnique


Le titane sous forme métallique, possède, en plus de l’image de marque d’un matériau « futuriste » une cohortede qualités qui font de lui un vecteur d’innovation dans de nombreux domaines. Des lunettes à l’aéronautiquecivile et militaire, des prothèses au bâtiment, jusqu’au blindage, le marché du titane constitue l’ossature d’unréseau d’enjeux économiques, écologiques mais surtout stratégiques, qui ira s’élargissant. Le facteur limitantest pour l’instant la technologie de production, puisque le procédé actuel (Kroll) est long, coûteux et polluant. Lemarché du titane connaît une hausse des prix non stabilisée (28 $/kg début 2005 contre 8 en 2004), due à unmanque de fluidité et de disponibilité du métal, ainsi qu’une instabilité des flux et des prix pour les acheteursponctuels (« marché spot »).

ers un titaneV

moins cher ?

* Dossier préparé et rédigé pour l’Agence par Guillaune ANG (Ecole Centrale de Lyon)

L’Agence1 a réalisé récemment un état des lieux de la recherche sur les procédés alternatifs de productiondu titane. Le dossier technique du Mag’Mat n° 19 présente une synthèse de cette étude et notamment lesscenarii d’impact de l’émergence de nouveaux procédés de production, leurs spécificités et leur validité à ladate de juin 2006. Certains éléments porteurs de l’évolution de ce marché sont également abordés.Vous trouverez ci-dessous un résumé de ce dossier. Le texte intégral (9 pages) est désormais réservé auxadhérents de l’Agence. Pour plus d’information contactez-nous au 04 79 25 36 01.

On trouve 4 sources naturelles de titane : l’Ilménite (FeTiO3), le Leucoxène (produit d’altération du Rutile), lascorie titanifère (sable / minerai) et le Rutile (TiO2). 95 % de ce qui extrait est destiné à la fabrication depigments, ce qui montre le potentiel de développement de la filière métal. Si la distribution géologique desminerais ignore les contours géopolitiques, sa transformation en éponge est l’affaire d’un nombre restreint depays de l’hémisphère Nord. Les producteurs d’éponges sont principalement des pays développés, dont l’Eu-rope Occidentale est étonnamment absente, sans doute suite à une dépendance forte au marché américaindurant la guerre froide.

La filière de production par batch (procédé Kroll) n’a guère progressé depuis 1945, hormis dans son rendementet sa maîtrise de la toxicité. Les efforts pour réduire les coûts du titane se sont accélérés récemment, par lebiais d’une meilleure valorisation de la filière déchets («Scrap») d’une part, et par une amélioration de larentabilité des étapes de préparation de la matière première utilisée pour la fusion des lingots de titane. Il existedeux types de Scrap : le «new scrap», issu des étapes de fabrication des pièces en titane et l’«old scrap», quiprovient des pièces recyclées après usage, et qui représente moins de 5 % du marché des déchets. D’autre part,des techniques alternatives de production du titane, signalées par des brevets et des demandes de brevets, sonten développement. Ces techniques, dont l’objectif principal reste la réduction des coûts de production, pour-raient aussi favoriser l’élargissement de l’offre, notamment en variété de produits (poudre, Ti liquide,.. .) oud’alliages. Certains de ces procédés pourraient remplir les critères d’une véritable rupture technologique :simplicité, caractère non polluant, souplesse dans l’obtention des produits (éponge pré alliée, poudre,…), baissedes coûts de production.

Si on enregistre une forte croissance de la demande en alliage pour les moyens de défense, l’aéronautique, lesbiens de consommation, et certaines applications industrielles (chimie, off-shore, dessalement,…), le plus fortpotentiel pour le long terme reste le développement des utilisations, encore balbutiantes, du titane dans l’indus-trie des transports terrestres. L’utilisation de poudres de titane pour la fabrication de pièces pourrait égalementse développer fortement dans le cas de l’émergence d’un nouveau procédé de production de poudres de titane.

Face à une demande croissante de l’aéronautique et d’autres secteurs innovants (médical, transports, sports,énergie …) pour l’utilisation de titane, l’Europe doit absolument diminuer sa dépendance extrême au niveau desapprovisionnements matière. Déjà engagée dans le recyclage des aéronefs en fin de vie (qui contiennentencore peu de titane), l’Europe pourrait améliorer la structuration de la filière «scrap» de titane notamment pouren maîtriser les flux, tout en se positionnant sur le développement de la production de métal à partir des procé-dés émergents.

Grandes Optiques Saphir et MicrobillesHigh-Tech

RSA LE RUBISBP 16

38560 Jarrie CedexContact : Alexandre DUC-MAUGECourriel : [email protected]

www.rubisrsa.com.

oin des AdhérentsC

La Société RSA Le Rubis, située au sein du site chimique de Jarrie, estmondialement connue comme spécialiste de la fabrication de monocristauxde saphir et de rubis de synthèse. Forte de trois procédés de cristallisation,elle se positionne comme leader européen depuis plus de cinquante ans :100 tonnes de cristaux par an répondant aux besoins des industries horlo-gères, optoélectroniques civiles et militaires. L’entreprise doit son succès àl’implication et à la formation de ses 75 salariés, mais aussi à ses effortsR&D supportés par l’ANVAR.

En s’appuyant sur des compétences favorisantune diversification et la maîtrise de la fabrica-tion de poudres d’alumine extra pure,RSA a développé un nouveau procédé.

Parfaitement sphériques, ces particulesd’alumine fondues ont une densité élevée etune excellente coulabilité, ce qui s’ajouteaux propriétés bien connues de l’alumine :grande dureté, bonne isolation électrique,inertie chimique...

Toutes ces caractéristiques en font un produit innovant testé etapprouvé dans des domaines divers et variés : traitement et revê-tement de surface, projection plasma, résines et matériaux com-posites, cosmétique, céramiques, catalyse...


RSA Le Rubis

VEILLE MATERIAUX DE L’AGENCE

L’action VIGIMAT de l’Agence entre dans le cadre de sa mission d’appui technologique aux entreprises. Ellea pour objet de porter rapidement à la connaissance de ses adhérents les innovations matériaux susceptiblesde les intéresser. L’envoi des VIGIMAT est ciblé selon les centres d’intérêt communiqués par les adhérents.Un complément d’information sur l’innovation mentionnée dans le VIGIMAT peut être fourni par l’Agencesur simple demande. Ce service est cependant réservé exclusivement aux adhérents.La liste des VIGIMAT est disponible sur le site Internet : www.agmat.asso.fr. Les VIGIMAT sélectionnéssont les suivants :

Une colle décollable Un métal microporeux très léger

Réf : 998/ML

Des chercheurs allemands ont développé un nou-veau composite à base de métal et de billes de verre.Ce matériau est brillant et a l’aspect du métal. Lesbilles de verre creuses d’un diamètre maximum de60 micromètres sont incorporées dans le métal lorsde sa fusion. Si celles-ci sont réparties de façon ré-gulière dans le métal, on obtient une surface lisse,par contre si la répartition n’est pas homogène, lasurface prend une apparence craquelée. Le maté-riau obtenu est très léger. Par exemple avec de l’alu-minium, la densité passe de 2.7 g/cm3 à 1.2 g/cm3.Ce composite garde les propriétés d’un matériaumétallique : il possède une bonne résistance aux tem-pératures élevées et peut supporter des pressionsjusqu’à 1 000 bars. Les applications visées concer-nent notamment la construction. Ce matériau devraitintéresser également les designers.

Réf : 1000/CG

Un revêtement composite conducteur à base de nanofibres de carbone

Réf : 1001/CG

Des chercheurs allemands ont mis au point une collequi peut durcir et redevenir liquide lorsqu’elle estexposée à un champ magnétique.A base de MagSilica® et de nanoparticulessuperparamagnétiques de SiO2, cette colle durcit ins-tantanément sous un rayonnement haute fréquence,sans apport de chaleur extérieure. Le champ ma-gnétique fait vibrer les particules qui élèvent intrin-sèquement la température de la colle. Cet adhésifredevient liquide en appliquant le même champ ma-gnétique mais à une plus forte intensité. Par contre,il est nécessaire qu’au moins l’un des substrats àassembler ne soit pas conducteur.On entrevoit desapplications très prometteuses dans le domaine desplastiques et de l’éco conception.La commerciali-sation du produit est en cours d’étude.

Une entreprise américaine vient de commercialiser un revêtement conducteur électrique à base de résinethermodurcissable et de nanofibres de carbone. Ce nouveau matériau est destiné notamment à faciliter lamise en œuvre des pièces composites thermodurcissables en apportant de la chaleur par effet joule pouraccélérer la polymérisation. Il s’intègre facilement dans les procédés de mise en œuvre classiques et permetde réduire la consommation d’énergie. Ce matériau peut également apporter diverses fonctions à la piècecomposite finale (chauffage de sièges, antistatique, dégivrage…).

igimat : la sélectionV


R


os rendez-vousV

Colloque : 6 & 7 décembre 2006 - Minatec® à Grenoble

Inscription : Marie KERMARREC ou Jean-Claude PREVOT, Tél. : 04 79 25 36 01 - [email protected] complètes sur : www.agmat.asso.fr

Nanomatériaux : du laboratoire à l’industrie

«Nanomatériaux», mot à la mode qui ouvre le champ depuis quelques années déjà à de multiples projets derecherche dans le monde entier, associant de prestigieux laboratoires et de grands groupes industriels. Mais quesont-ils réellement et pourquoi tant de discussions à leur sujet ?

Ce colloque, organisé en partenariat avec la Société de l’Industrie Minérale (SIM), le CEA – LITEN deGrenoble et l’Agence Rhône-Alpes pour la Maîtrise des Matériaux (ARAMM), n’a pas pour objectif d’aborderde manière scientifique les nanomatériaux et leurs propriétés. Il souhaite présenter de manière concrète, et engardant à l’esprit les contraintes du monde industriel, les modes d’élaboration des nanomatériaux, leur incorpo-ration comme charges dans des composites et les effets attendus ou constatés sur les propriétés nouvelles quien découlent. Au travers de témoignages industriels, ce sont aussi les aspects sécurité et normalisation quiseront abordés, de manière à donner des clés quant à l’utilisation et la manipulation de ce nouveau type dematériau, ce qui facilitera l’appropriation du sujet par les PME. Enfin, des visites sont prévues de manière àétayer ces propos :- deux laboratoires du CEA ouvrent leurs portes le mercredi 6 décembre 2006 pour présenter d’une part la

mise en forme de nanomatériaux, d’autre part les notions de «chimie et environnement» pour lesquelles lesnanomatériaux offrent de réelles solutions,

- deux entreprises régionales, spécialisées dans la production de nanocharges, vous accueillent le jeudi 7décembre 2006 au matin : EUROTUNGSTENE, qui élabore des poudres métalliques, et BAIKOWSKIChimie, qui fabrique des alumines et des poudres d’oxydes diverses.

avec l’ gence

P R O G R A M M E (APERCU)

* Elaboration et mise en forme des nanomatériaux - Nanostructures : différences voies d’obtention et domaines d’applications - Décomposition d’alun d’ammonium : synthèse d’alumine nanométrique - Obtention d’hydrures de magnésium par broyage ultrafin - Mise en œuvre des nanopoudres au CEA - LITEN

* Marchés Les nanomatériaux : applications et perspectives de marché des nanocharges

* Applications industrielles - Nanocharges pour le renfort et l’effet barrière aux gaz dans les polymères - Renforcement du polypropylène par des charges lamellaires : du nanométrique au submicronique - Nanocomposites à charges argileuses : une solution aux problèmes de combustion des polymères - Applications pour l’énergie* Gestion des risques, environnement, sécurité et santé Pour un développement responsable des nanomatériaux* Soutien public Soutien à l’industrialisation des nanomatériaux dans les PME

Directeur de Publication : Jean-Claude PREVOTComité de Rédaction : Christelle GALLET, Marie LEFEBVRE, Marie KERMARREC, Christophe ZELLER

et les experts : Gérard BUISSON, Robert LEVEQUE, Pierre LISSAC, Bernard SILLIONConception-Réalisation : Marie CAHEZ

N°ISSN : 1773-1690

7 décembre 2006 - BellignatJournée Sol-Gel de la Région Rhône-AlpesContact : Pôle Optique Rhône-Alpes,Olivier [email protected]

13 décembre 2006 - BellignatFabrication RapideJournée du PEPContact : Pôle Européen de Plasturgiewww.plasturgie-formation.com/jt/rendez-vous

13 - 17 novembre 2006 - DijonMATERIAUX 2006

9 novembre 2006 - ParisNanomatériaux pour l’EnergieContact : Association ECRIN,Véronique [email protected]

24 octobre 2006 - ParisRevêtements Sol-Gel MultifonctionnelsContact : Association ECRIN,Véronique THIERRY-MIEGTél. : 01 42 79 51 01 ou 06 88 27 34 [email protected]

14 - 15 décembre 2006 - ParisJournées Sidérurgiques Internationales ATSContact : ATS, Maryse JULIENTél. : 01 41 25 57 35 - Fax 01 41 25 59 [email protected] - www.ats.ffa.org

Contact : Société de Chimie Industrielle,Pascale BRISDOUTél. : 01 53 59 02 18 - Fax 01 45 55 40 [email protected] - www.materiaux2006.net

10 novembre 2006 - ParisNamomatériaux pour l’EnvironnementContact : Association ECRIN,Véronique [email protected]

Téléchargez le Mag’Mat (rubrique Actualités et Innovations)

sur le Web

Téléchargez le détail de toutes les manifestations à venir !

www.agmat.asso.frà noter

15 - 17 novembre 2006 - Saint-EtienneSURMAT 06 : les défis des traitements de surfaceContact : Cercle d’Etudes des Métaux,Robert LEVEQUETél. : 04 77 42 02 36 - Fax 04 77 42 00 [email protected] - www.emse.fr/surmat06

Agenda

5 décembre 2006 - EcullyJournée Technologiques ClubTex

Contact : Guy [email protected]

Recyclage / éco-conception :nécessité ou argument de vente pour les TTF ?

30 novembre 2006 - Villeneuve d’AscqMéthodes innovantes en CND ?Contact : Société Française de Métallurgie et deMatériaux - Section NordPhilippe QUAEGEBEUR, Ecole Centrale de LilleTél. : 03 20 33 53 77 - Fax 03 20 33 54 [email protected] - www.emse.fr/surmat06

6 au 9 novembre 2006 - Dresde (Allemagne)MAGNESIUMContact : DGM, Anja MANGOLDTél. : +49-(0)69-75306-747Fax : +49-(0)[email protected] - www.dgm.de/magnesium

7 et 8 novembre 2006 - ParisFilières et Recyclage 2006Contact : ADEME,Evelyne PERREON-DELAMETTETél. : 02 41 20 42 30Fax : 02 41 20 41 [email protected]

25 octobre 2006 - ParisLes alliages d’aluminium : une surface à traiter ?Contact : CACEMI-CNAM,www.cnam.fr/cacemi/js.htm

6 au 8 novembre 2006 - BesançonJournées Nationales en Nanosciences etNanotechnologiesContact : CEA, délégation ANR PnanoPhilippe LAPORTE : [email protected]/J3N.htm


lettre n.19 resume - plastoyo pdf/faut-il... · physico-chimie des matériaux et des interfaces)...

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