Jec World revient à Paris pour son édition 2017

JEC 2017, le salon des composites

| Rédacteur: Gilles Bordet

Cette année, les candidatures au programme des Innovation Awards se sont tout particulièrement distinguées par leur nombre, leur diversité et, surtout, leur qualité.
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Cette année, les candidatures au programme des Innovation Awards se sont tout particulièrement distinguées par leur nombre, leur diversité et, surtout, leur qualité. (Source : JEC World)

Cette année, le salon se tiendra du mardi 14 mars au jeudi 16 mars 2017 au Parc des expositions de Paris Nord Villepinte, et le Groupe JEC dévoile dès aujourd’hui le nom des 13 lauréats des JEC Innovation Awards.

Les JEC Innovation Awards récompensent les avancées composites les plus marquantes en termes d’intérêt technique, de potentiel de marché, de partenariats, d’impact financier et environnemental et d’originalité.

Pleins feux sur les innovations composites au JEC World

Cette année, les candidatures au programme des Innovation Awards se sont tout particulièrement distinguées par leur nombre, leur diversité et, surtout, leur qualité. « Les procédés de fabrication pour larges séries s'inscrivent en force cette année. Ce mouvement devrait déclencher une utilisation plus massive des composites. Nous pourrions ainsi voir s'opérer un changement d'échelle de notre industrie notamment sur certains secteurs de production de masse. Par exemple, dans l'automobile où la supply-chain se reconfigure avec notamment des fusions/acquisitions, l'intégration amont d'équipementiers automobiles ou l'intégration aval de producteurs de matières premières. » indique Mme Frédérique Mutel, Présidente-Directrice Générale du Groupe JEC. Tout comme l’an dernier, de nombreuses candidatures étaient issues de l’industrie automobile, illustrant parfaitement les tendances actuelles du marché. L’amélioration des procédés faisait aussi partie des thèmes les mieux représentés, mettant en lumière l’importance de la réduction des temps de cycle.

Avec 13 catégories, des matières premières aux procédés et applications dans des domaines aussi divers que l’aéronautique, l’automobile, la construction, le nautisme et le cadre de vie, les projets lauréats offrent un panorama complet de la chaîne de valeur des composites et du vaste potentiel qui reste à exploiter dans le domaine des composites.

Les 13 champions de l’innovation seront en vedette sur scène lors de la cérémonie des JEC Innovation Awards, qui aura lieu le mercredi 15 mars à 17 h, dans le cadre du JEC WORLD (Paris Nord Villepinte).

Petite sélection parmi les 13 nominés

  • Catégorie : Aéronautique
  • Lauréat : IHI Corporation (Japon)
  • Procédé / produit : Système innovant de soufflante en composites pour moteurs d’avion

IHI Corp. et ses partenaires ont développé un système composite léger innovant pour carters de soufflante ainsi que la première aube directrice structurelle en composite thermoplastique.

Pour réduire la consommation des moteurs d’avion, il est nécessaire d’améliorer leur taux de dilution (rapport entre le débit massique à l’entrée du moteur et celui qui pénètre dans le noyau central). Mais pour cela, il faut utiliser un carter de soufflante plus volumineux qui, réalisé en matériaux classiques, alourdirait considérablement le moteur et annulerait une partie des gains obtenus par ailleurs.

Pour atteindre le taux de dilution recherché, IHI a choisi d’utiliser des composites pour le carter de soufflante et les aubes directrices. À l’aide de matériaux développés en interne, un thermodurcissable pour le carter de soufflante et un thermoplastique pour les aubes directrices, associés à des fibres de carbone dans les deux cas, IHI a obtenu un allègement supérieur à 20% par rapport à la précédente génération de moteurs d’avion, contribuant ainsi à réduire encore la consommation de carburant.

Avec ce projet, c’est la première fois que des composites thermoplastiques sont utilisés pour des pièces structurelles primaires de moteur d’avion. Les aubes directrices en thermoplastique sont constituées de préimprégnés découpés et déposés à l’usine IHI de Soma. Leur principal intérêt réside dans leur faible délamination après un choc à grande vitesse. Le thermodurcissable utilisé pour le carter de soufflante a aussi été conçu pour présenter une excellente absorption de l’énergie d’impact en cas de choc à grande vitesse, l’un des principaux impératifs pour ces deux pièces de moteur.

Cette innovation a été utilisée avec succès sur l’Airbus A320neo, équipé d’un moteur PW1100G-JM. Ce moteur a été certifié par la FAA en décembre 2004 alors que l’Airbus A320neo décrochait la certification en décembre 2015.

  • Catégorie : Impression 3D
  • Lauréat : +LAB - Politecnico di Milano University (Italie)
  • Procédé / produit : Fabrication intelligente de composites à fibres continues Atropos

Atropos est le premier bras robotisé à 6 axes capable d’assurer l’impression 3D de composites en fibres continues et résines thermodurcissables.

Lors du procédé, les fibres sont imprégnées et étirées vers la tête d’une machine à commande numérique capable de les placer de manière précise et reproductible. Une fois extrudé par la tête d’impression, le matériau est irradié par une lampe à UV spécifique afin de polymériser rapidement la résine.

Le choix de résines thermodurcissables polymérisant en moins d’une seconde permet de placer les fibres continues à des vitesses de l’ordre de 50 mm/s, et ainsi d’obtenir rapidement des produits caractérisés par des températures de travail nettement supérieures à celle des résines thermoplastiques classiques.

Pour optimiser la forme interne et externe de l’objet, +LAB a mis au point un algorithme qui permet de planifier de manière prédictive les mouvements de la machine afin de placer le matériau de renfort au niveau des zones de l’objet final qui subissent les plus fortes contraintes. En outre, l’algorithme peut moduler le rapport fibre/matrice jusqu’à 60% en volume. Ces deux caractéristiques permettent d’obtenir une pièce légère et personnalisable offrant des performances optimisées en fonction de son usage.

Le principal point fort de ce projet est la possibilité de contrôler l’orientation des fibres pendant la production de la pièce afin d’exploiter au mieux leur nature anisotropique, grâce à l’algorithme développé par +LAB. Ainsi, des pièces différentes présentant des formes identiques peuvent être produites et personnalisées en fonction des contraintes qu’elles subissent en cours d’utilisation.

  • Catégorie : Développement durable
  • Lauréat : Faurecia (France)
  • Procédé / produit : Matériau moussé microcellulaire NAFILite

Pour répondre aux préoccupations écologiques de l’industrie automobile, cette innovation est centrée sur la réduction des impacts environnementaux tout au long du cycle de vie du matériau.

Alors que les composites classiques permettent de réduire les émissions de CO2 des véhicules pendant leur utilisation, les composites biosourcés contribuent à diminuer cet impact au cours du procédé de fabrication et lors de l’élimination des véhicules en fin de vie.

Faurecia a développé le matériau moussé microcellulaire NAFILite dans le but de réduire encore l’impact environnemental des matériaux composites.

NAFILite combine un procédé de moussage microcellulaire par injection (ainsi qu’une technologie d’ouverture de moule) et le matériau NAFILean existant, un matériau injectable et recyclable constitué de polypropylène et de 20% de fibres de chanvre. Le composé NAFILean, qui contient 20% de matière renouvelable, est injecté dans un moule fermé avec des additifs. Le moule est ensuite légèrement ouvert pour permettre la dilatation du matériau (par dégagement de CO2).

On obtient ainsi une mousse qui est 30% plus légère que la référence actuelle du marché pour les pièces structurelles injectées utilisées dans les habitacles automobiles. Combinés, le gain de poids, les fibres naturelles renouvelables et le thermoplastique recyclable réduisent son impact environnemental à hauteur de 30%.

En outre, pour satisfaire aux normes de qualité des constructeurs automobiles, la structure microcellulaire du matériau final améliore la qualité perçue en termes de robustesse et de finition, tout en offrant de bonnes propriétés thermomécaniques par comparaison aux matériaux classiques.

  • Catégorie : Sport
  • Lauréat : Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) (Allemagne)
  • Procédé / produit : Arc à double courbure

Cette innovation représente une nouvelle génération d’arcs en matériaux composites à fibres de carbone.

Alors que les composites sont aujourd’hui couramment employés dans la fabrication des arcs, cette innovation utilise un concept original adapté aux contraintes, qui est jusqu’à 40% plus léger que les solutions actuelles (carbone ou aluminium) tout en améliorant d’environ 43% la rigidité spécifique par comparaison à un arc de référence en aluminium.

Pour réaliser la pièce, l’IPF a fait appel à la technologie de placement de fibres localisé (TFP), un procédé inventé par l’IPF Dresden, pour réaliser 4 préformes dotées d’une structure en treillis. Avec cette technologie très polyvalente, l’IPF est parvenu à démontrer la viabilité d’un concept composite à axe variable. Les dernières techniques de fabrication composite reposent essentiellement sur des conceptions multiaxiales, avec lesquelles la réalisation d’un concept adapté aux contraintes est difficile, voire impossible.

L’utilisation des matériaux composites dans des directions axiales variables précalculées peut donc permettre la réalisation de pièces très performantes, en exploitant au mieux la nature anisotropique des fibres, et ainsi minimiser la consommation de ressources et les coûts.

Le développement du procédé de fabrication était également une phase importante du projet. En raison de la forme complexe de la pièce, avec de nombreux trous et inserts, il n’était pas possible d’opter pour un moule de RTM fermé sous pression. Un outillage quasi-fermé a été réalisé en utilisant des inserts spéciaux pour l’arrivée de résine et des zones d’évacuation de la pression d’air. La consolidation finale fait appel à un procédé d’infusion en moule fermé qui permet de réduire les coûts de fabrication car il n’utilise pas de dispositif RTM sous pression, sans altérer la qualité de la pièce.

  • Catégorie : Construction
  • Lauréat : Acciona Construcción SA (Espagne)
  • Procédé / produit : Panneaux en composites innovants, une alternative à l’acier et au béton dans la construction de tunnels pour réseaux ferroviaires à grande vitesse

Lorsque des infiltrations d’eau permanentes ont été détectées sur 30% environ de la longueur des deux tunnels du Pajares (24 km chacun), sur le réseau ferroviaire à grande vitesse espagnol, il n’existait guère de solutions capables de résoudre ce problème. Les panneaux en composites innovants développés par Acciona ont apporté une solution idéale pour ces ouvrages d’art complexes car ils répondaient à tous les défis techniques tout en se conformant aux exigences de résistance au feu associées à ce type d’application.

Cette innovation devait relever des défis très divers en raison des nombreux critères à satisfaire. Du point de vue mécanique, les composites ont permis de répondre aux exigences structurelles tout en étant suffisamment minces pour ne pas modifier le diamètre du tunnel et en étant compatibles avec le système de caténaires. La souplesse de conception apportée par les composites a également permis à Acciona de mettre au point un système intégrant des joints et un système d’ancrage étanches. Les panneaux, d’une longueur de 9,2 m, étaient suffisamment souples pour épouser la forme du tunnel et ses irrégularités.

Ce projet présentait une autre difficulté : la nécessité de produire 15 000 panneaux en composites dans le délai imparti à un coût aussi modéré que possible. Pour y parvenir, Acciona a opté pour un procédé de pultrusion et développé un système d’injection de résine et une chambre d’imprégnation de fibres économiques et adaptés à la viscosité de la résine ignifuge formulée pour le projet. Ce nouveau système a permis de réaliser un panneau composite en 34 minutes en continu.

Autres avantages des composites dans cette application, leur faible entretien et leur excellente résistance à la corrosion par rapport aux matériaux de construction classiques. Enfin, la légèreté inhérente aux composites a permis de manipuler et d’installer les panneaux dans le tunnel de manière simple et rapide.

Le projet en quelques chiffres : plus de 15 000 panneaux ont été réalisés pour couvrir une surface d’environ 200 000 m2 de tunnel, soit un poids total total de 1700 tonnes de composites.

Informations pratiques

Jec World 2017 aura lieu du 14 mars au jeudi 16 au Parc des expositions de Paris Nord Villepinte. Jec World c'est 40'000 visiteur, plus de 1300 exposants et plus de 100 pays représentés sur 65'000 m2 d'exposition. Pendant toute la durée du salon des cycles de conférences seront donnés, plusieurs zones seront dédiées à des thèmes précis comme : « Composite 4.0 », « Composites in Action », « Innovation Planets », « Live Demo Zone » ou encore le « Leadership Circle ».

Le Parc des expositions de Paris Nord Villepinte se situe à 10 minutes de l'aéroport Charles de Gaulle et à 45 minutes de celui d' Orly. La gare ferroviaire des TGV, Eurostar et Thalys est à 10 minutes du site. En partant du centre de Paris compter 30 min avec le train express RER-B.

Des navettes gratuites seront organisées entre l'aéroport CDG, la zone des hôtels et la foire. Un large choix d'hôtels de 2 à 5 étoiles sont présents à proximité du Parc des expositions, de l'aéroport CDG ou à Paris même.

Billets, réservations et inscriptions peuvent être faits en ligne sur le site de Jec World : www.jeccomposites.com. MSM

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