Materium oeuvre actuellement à l’élaboration d’adhésifs.

• Colle  pour lamineurs
• Polymères donnant des propriétés particulières aux textiles…

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 25 entreprises de la région récompensées 

(Granby) C’était soir de célébration hier pour de nombreuses entreprises créées au cours de la dernière année dans les régions de la Haute-Yamaska et de Brome-Missisquoi. Près de 25 d’entre elles ont été récompensées dans le cadre du Concours québécois en entrepreneuriat, qui se déroulait à Granby et à Dunham, en fin de journée.

 Une nouvelle génération de plastique végétal

Comportant plus de 50 % de matières végétales, la gamme de plastiques Gaïalene qui résulte d’une véritable hémisynthèse, ce qui lui confère des propriétés inédites, peut être aisément transformée et mise en forme avec les procédés existants dans l’industrie, et offre une empreinte carbone inférieure d’au moins 40 % à celle des plastiques traditionnels. Explications.  

 Connu pour son savoir-faire dans le domaine de la transformation de l’amidon, le groupe international Roquette  se lance sur le marché des matières plastiques, en proposant aux transformateurs et aux compounders, Gaïalene, une nouvelle gamme de plastiques végétaux.

Le programme Gaïahub, qui est l’un des projets majeurs d’innovation de Roquette, porte  depuis 2007 sur le greffage de polymères naturels pour produire des résines végétales thermoplastiques. Il a débouché sur le procédé de fabrication des résines Gaïalene qui est né de 75 ans  d’expérience de l’entreprise dans la transformation de l’amidon et la synthèse de ses dérivés et d’une collaboration fructueuse avec la société Setup Performance, experte en chimie des polymères. 

« Nos résines Gaïalene comprennent plus de 50 % de matières premières végétales et sont totalement nouvelles. Elles ne résultent pas d’un simple mélange ni d’un compoundage, mais bien d’une véritable hémisynthèse qui communique à nos résines des propriétés inédites », précise Jean Bernard Leleu, Directeur Général délégué de Roquette.

Protégés par une douzaine de brevets, les nouveaux plastiques proposés par Roquette constituent une alternative végétale avec un très bon compromis coût/performances. Gaïalene vise des applications durables utilisant d’ordinaire des polyoléfines, de l’ABS ou des polymères plus techniques. En effet, cette gamme de résines se distingue des autres familles de plastiques d’origine végétale par des qualités spécifiques comme par exemple la résistance aux chocs, un toucher doux, une facilité de coloration et de compoundage  (fibres minérales, fibres végétales …). Ces qualités ouvrent de nouvelles perspectives dans les applications traditionnelles des matières plastiques  comme par exemple dans les marchés de l’emballage (flacons, films, …), de l’électroménager, de l’automobile, du mobilier intérieur… Roquette présentera d’ailleurs, en avant-première, lors du salon K’2010 qui se tiendra prochainement à Düsseldorf, des produits industriels réalisés en Gaïalene.

Les résines Gaïalene  qui peuvent être aisément transformées et mises en forme avec les procédés existants dans l’industrie (injection, extrusion gonflage, extrusion soufflage…), s’inscrivent dans une démarche de progrès par rapport aux plastiques traditionnels avec une empreinte carbone inférieure d’au moins 40%. « Notre matière se transforme comme un thermoplastique mais à une température inférieure (environ 170°C), ce qui la rend moins énergivore lors de sa transformation et améliore encore le bilan carbone global. Gaïalene est également recyclable et conforme à la législation REACH», précise Michel Serpelloni, Directeur du Programme Gaïahub. . « Nos moyens en R&D permettent aux industriels intéressés de  développer en toute confidentialité, de nouveaux produits avec notre gamme Gaïalene »

 L’Industrie du béton présente son bâtiment à énergie positive

 Entièrement construit en éléments préfabriqués en béton, sur le site du CERIB (Centre d’Études et de Recherches de l’Industrie du Béton), ÉnerGé a été imaginé pour démontrer grandeur nature les performances énergétiques des systèmes constructifs de l’industrie du béton : confort d’été par inertie thermique du béton, confort d’hiver par isolation thermique performante (performante ; consommation d’énergie primaire : 37 kWh/m2/an et production d’énergie solaire : 47 kWh/m2/an).  Il s’inscrit dans une démarche globale de développement durable (récupération des eaux pluviales, énergies renouvelables, arbres préservés pendant la construction, pompe à haleur air/air, participation d’acteurs locaux) et  illustre aussi la capacité de l’industrie du béton à réaliser des bâtiments esthétiques, s’intégrant parfaitement dans leur environnement, comme en témoignent ses originales façades et autres résilles en béton fibré ultra haute performance (BFUHP).

Ce bâtiment modèle est destiné à remplir une triple fonction :

• une fonction de laboratoire, exclusivement dédié aux essais en caissons thermiques et enceintes climatiques de vieillissement accéléré ;
• une fonction de vitrine permanente dans laquelle sont présentées les innovations de l’industrie du béton pour répondre aux enjeux du Grenelle Environnement ;
• une fonction démonstrateur vis-à-vis des performances énergétiques et esthétiques que sont capables d’atteindre des ouvrages conçus et construits avec des produits préfabriqués en béton.

ÉnerGé se présente sous la forme d’un bâtiment d’un seul niveau de 440 m² de surface intérieure, constitué de deux parties : une partie « fermée » à usage tertiaire de 222 m², et une partie ouverte sur un côté constituant un show-room. Pour atteindre l’objectif de bâtiment basse consommation, les composants du bâti ont fait l’objet d’une sélection particulière en termes d’isolation thermique. Ainsi, l’enveloppe intègre des isolants de très forte épaisseur : entre 10 et 21 cm selon la partie d’ouvrage considérée (façade, dallage, toiture). C’est l’intégration des équipements d’énergie renouvelable qui fait passer ce bâtiment au niveau BEPOS (Bâtiment à énergie positive).

La conception particulière des panneaux de façades, avec des panneaux librement dilatables, assure la continuité thermique entre les différentes parties de l’enveloppe. Ces panneaux sont des produits de qualité, existants sur le marché, et bénéficiant de la nouvelle marque NF Éléments architecturaux en béton fabriqués en usine. Les parties claires sont constituées d’un double vitrage intérieur à l’argon et rupture de pont thermique, d’une lame d’air et d’un simple vitrage extérieur. Une attention toute particulière a porté sur la réduction de tous les ponts thermiques potentiels dans ce type de construction.

Les façades sud, résilles en béton fibré ultra haute performance (BFUHP) sont coiffées de 18 m²  de cellules photovoltaïques en silicium cristallin (2,5 kW), les autres façades étant réalisées en panneaux double peau d’épaisseur totale 30 cm avec isolant thermique intégré dans l’âme des panneaux (U = 0,21 W/m2/K). La toiture en dalles alvéolées en béton précontraint avec 21 cm d’isolant, sont revêtues d’une membrane d’étanchéité intégrant 163 m2 de cellules photovoltaïques souples en silicium amorphe (8,6 kW).

Consommation énergétique : un premier bilan

ÉnerGé a fait l’objet d’une conception particulière afin de réduire au maximum sa consommation énergétique. Une pompe à chaleur air/air réglable (COP : 3,56) assure à la fois les fonctions de chauffage et de ventilation. Lorsque la température extérieure est trop basse, l’appoint est obtenu par une batterie électrique. Le réseau de soufflage/reprise d’air intègre des pièges à son afin de limiter le niveau sonore à l’intérieur du volume chauffé. Pour sa part, l’éclairage a fait l’objet d’exigences spécifiques pour le hall et les locaux techniques : l’équipement est du type fluo-compact basse consommation

Afin de maintenir le bâtiment à son niveau d’exemplarité, un suivi énergétique est au programme pendant trois ans. Il consiste à mesurer les consommations et les productions, pour savoir in fine comment le bâtiment va vivre et évoluer. C’est aussi un des aspects très novateurs du projet. Mais, dès à présent, un premier bilan provisoire a été dressé à la fin du premier semestre 2010 :

1. 1er constat : la production électrique est légèrement supérieure à ce qui a été pris en compte dans l’étude de faisabilité (+ 15 % environ) mais ce résultat est à moduler, d’une part car les calculs pris en compte dans la conception ont été volontairement pessimistes au regard de la réalité, et d’autre part, la période d’observation, de 6 mois seulement, est sans réel recul par rapport aux données moyennes trentenaires prises en compte dans le dimensionnement. De plus, l’hiver 2010 a été marqué par une période d’enneigement et de froid rigoureux plus longue pour la région ;
2. 2ème constat : la consommation d’eau de réseau sur la même période de référence de 6 mois a diminué de 17 %, du fait de la mise en œuvre de la récupération d’eaux pluviales en toiture (réservoir en béton de 13.000 l) ;
3. 3ème constat concernant la consommation énergétique (éclairage + chauffage) : la consommation relative au chauffage seul est supérieure aux données du projet, car la stabilité en température du bâtiment n’est pas encore réalisée (les thermiciens considèrent qu’au moins une saison complète de chauffe est nécessaire). A l’inverse, les consommations d’éclairage sont meilleures que celles envisagées, représentant moins de 10 % de la consommation énergétique totale. 

La tribologie permet d’économiser de la matière et de l’énergie

Techniques de l’Ingénieur : Depuis quand la tribologie existe-t-elle ? 

La tribologie existe depuis toujours. À l’âge de pierre, l’homme des cavernes frottait déjà des silex pour se fabriquer des outils et faire du feu. Le terme « tribologie », date lui, de 1966. Il a été proposé par Peter Jost, actuellement président de l’ITC (International Tribology Council) et construit à partir de deux termes grecs : « tribos » qui signifie « frottement », et « logos » qui signifie « lois».  Mais en réalité, le mot semble avoir déjà été évoqué par Leonard de Vinci dans l’un de ses carnets récemment découvert. De Vinci dessinait des schémas de mécanisme et aurait constaté qu’il pouvait y avoir des résistances mécaniques, des frottements. 

Quelles sont les causes de détérioration les plus fréquentes des matériaux en tribologie ? 

L’usure, dont il existe plusieurs familles : l’usure par adhésion, lorsqu’il y a collage et arrachement des matériaux ; l’usure par abrasion, lorsqu’il y a une particule intrusive qui s’introduit entre les matériaux et qui va enlever de la matière ; l’usure par érosion, où des particules viennent agresser les surfaces ; l’usure par fatigue, dont l’action répétée de contraintes à la surface va fatiguer le matériau et provoquer une émission de particules ou la rupture des composants ; et l’usure par tribocorrosion où la corrosion s’ajoute à l’usure par exemple. 

René Gras est docteur ès sciences physiques de l’Université Pierre-et-Marie-Curie Paris-VI. Nommé professeur des Universités, il a dirigé le Groupe Tribologie de l’Institut Supérieur de Mécanique de Paris (SUPMECA) à Saint-Ouen où il est actuellement professeur émérite. Ses domaines de recherche portent sur la tribologie en environnement sévère et l’analyse des systèmes tribologiques.

Comment mesure-t-on l’usure d’un matériau ? 

Par la perte de dimensions du matériau, la perte de masse, ou la perte de matière. 

À quelles disciplines scientifiques la tribologie fait-elle appel ? 

À la mécanique des solides et des fluides, à la connaissance des matériaux, à la physique, à la chimie, car il y a beaucoup d’actions physico-chimiques en surface. 

Dans quels secteurs industriels la tribologie se révèle-t-elle utile ? 

Dans tous les domaines d’activité, dès que des solides ou des fluides sont mis en contact. On en trouve aussi bien en mécanique qu’en transport, qu’en biomécanique (usure des dents, des articulations)… 

Quelles solutions existent pour remédier aux phénomènes d’usure et de frottement ? 

Les solutions les plus classiques consistent à éviter ou limiter le contact des matériaux en introduisant un lubrifiant entre les surfaces, il s’agit alors de lubrification hydrodynamique, hydrostatique, élastohydrodynamique… D’autres solutions consistent à utiliser des matériaux résistants aux différents types d’usure. On joue sur la structure des matériaux, leurs caractéristiques mécaniques et physico-chimiques pour limiter l’usure. Troisième solution : on introduit des matériaux à structure spécifique entre les solides. On peut, par exemple, utiliser des lubrifiants de type solide, certains composés lamellaires (graphite, bisulfure de molybdène…), qui abaissent les frottements et limitent l’usure. On peut aussi, dans le cas d’engins de travaux publics ou de matériels agricoles, mettre en œuvre des techniques de rechargements avec des métaux durs pour limiter l’abrasion des outils par les particules dures contenues dans le sol. 

Quelles sont les techniques les moins classiques ? 

Les techniques qui consistent, par champ magnétique, à faire une sustentation magnétique. Ce sont des techniques utilisées dans des circonstances très particulières. 

Les nanotechnologies peuvent-elles servir à la tribologie ? 

Effectivement, on peut utiliser les nanotechnologies pour limiter l’usure dans certaines circonstances. Par exemple, en renforçant les matériaux par des nanoparticules, que l’on disperse dans une matrice pour former un composite plus résistant. C’est actuellement l’application la plus courante des nanotechnologies dans la tribologie. Inversement, les connaissances en nanotribologie permettent de mieux comprendre certains phénomènes de tribologie tels que l’établissement des liaisons, qui se produisent par exemple dans le cas d’usure adhésive. Ainsi, les modèles de nanotribologie permettent de mieux analyser les phénomènes mis en jeu.  

La tribologie peut-elle contribuer à la protection de l’environnement ? 

Oui. Prenons l’exemple d’un moteur de voiture. Dans un moteur, une partie importante de l’énergie est dissipée par frottement. Si l’on abaisse les frottements, on optimise l’énergie dissipée, on réduit les pertes et on améliore par conséquent le rendement du moteur. Autre exemple : si l’on conçoit un pneumatique qui dure deux fois plus longtemps qu’un pneumatique classique, on limite l’apparition de particules d’usure. On économise ainsi de la matière, de l’énergie et on réduit la présence de particules polluantes dans l’environnement. 

Propos recueillis par Carole Hamon

 Un thermoplastique conçu à base de plumes de poulet

Difficile de se fier du premier coup à une information qui sort autour du premier avril. Et pourtant, une équipe de chercheurs et de doctorants affiliés à l’Institut d’Agriculture et des Ressources Naturelles de l’Université de Nebraska-Lincoln, dirigée par une sommité concernant les questions de matériaux d’origine naturelle, Mme Yiqi Yang, a fait un pas de géant dans l’élaboration d’un plastique à partir de déchets organiques, plus précisément des plumes de poulets. Pas n’importe quel type de plastique, puisqu’il s’agit ici d’un thermoplastique. 

Une matière thermoplastique est une matière qui, à la différence d’une matière thermodurcissable, peut ramollir lorsqu’elle est chauffée au dessus d’une certaine température, mais qui retrouvera sa solidité en dessous. Cette qualité la rend donc potentiellement recyclable, car la « thermoplasticité » est réversible, et elle a une très bonne aptitude au moulage. On retrouve parmi les thermoplastiques le nylon, le polystyrène, le polychlorure de vinyle (PVC) ou bien encore le polyéthylène. Ils sont donc très présents dans notre vie de tous les jours, et assez gourmands en matières premières et en énergie, sous forme de chaleur.