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Eco-conception et optimisation multi-objectif de matériaux isolants à base de fibres de bois

Des procédés industriels, issus de l’industrie textile, adaptés aux fibres de bois, ont permis récemment le développement et la mise sur le marché de produits à hautes performances d’isolation thermique. Ces produits à base de fibres bois, végétale ou animale, représentent actuellement 5% du marché des isolants français (les principaux isolants étant la laine de verre, le polystyrène expansé et la laine de roche). Parmi eux, les isolants à base de bois présentent en particulier de fortes potentialités de développement, avec 2,3% du marché total des isolants pour l’enveloppe des bâtiments (rapport PIPAME, Alcimed 2010). Cette part de marché devrait augmenter jusqu’à 10% d’ici 2020.


Partant de ce constat, ce projet propose à la fois d’améliorer les relations procédés / fonctions des produits existants et également d’éco-concevoir des composites innovants multifonctionnels intégrant des fibres végétales et de bois aux performances techniques optimisées.


Le projet est porté par un industriel aquitain, FINSA France Morcenx, producteur de panneaux de fibres et engagé dans une démarche forte d’amélioration des performances techniques et environnementales de ses produits et de développement de matériaux innovants.


Autour de lui sont engagés cinq partenaires, dont un deuxième industriel, l’entreprise STEICO, fabricant de matériaux non-tissés, qui apporte sa connaissance et son expertise dans le domaine, trois laboratoires aux compétences complémentaires, l’I2M Bordeaux (coordinateur scientifique), l’ESB Nantes et l’Institut P’ Poitiers, et un Centre Technique, le FCBA. Des sous-traitants membres du cluster Demain (DEveloppement de Matériaux Innovants, en val de Garonne, à base de chanvre et peuplier) seront sollicités : la coopérative Aquitaine Chanvre et l’entreprise Péré Frères pour la fourniture des fibres de chanvre et de peuplier.


L’optimisation des performances des matériaux isolants à base de bois sera envisagée tout au long de la chaine Matière première / Procédés / Structure / Performances / Fin de vie. On s’intéressera en priorité aux matériaux de très faible densité destinés à l’isolation mais également à des matériaux plus denses, obtenus par compression des précédents assurant à la fois des fonctions structurale et d’isolation. Une optimisation de l’utilisation de la matière première sera menée grâce à une meilleure connaissance des propriétés des fibres de la ressource aquitaine locale (pins maritime et Taeda, peuplier, eucalyptus et chanvre), l’objectif étant d’utiliser la bonne fibre, conférant la bonne fonction, au bon endroit dans le bon panneau. L’optimisation du procédé de fabrication se concentrera sur deux axes principaux : (i) l’amélioration des propriétés des matériaux non tissés actuels, qui nécessitent l’apport de fibres textiles synthétiques couteuses et non recyclables pour assurer la cohésion des panneaux et (ii)  la fabrication de nouveaux matériaux en combinant les procédés existants d’élaboration des panneaux MDF (Medium Density Fibreboards) et non tissés. Enfin, une méthode innovante d’optimisation multi-objectif sera utilisée pour améliorer les performances des matériaux (thermique dont inertie, mécanique pour la compressibilité, environnemental en particulier pour la renouvelabilité des ressources, inflammabilité). Elle permettra en particulier de trouver des compromis optimaux permettant de répondre aux objectifs pouvant être contradictoires, des performances techniques et environnementales. Le travail sur le procédé d’élaboration bénéficiera de l’apport d’un nouvel équipement, adapté aux fibres de bois et dont les paramètres machine sont réglables et optimisables, permettant la fabrication de panneaux non tissés, multicouches, au niveau pilote. Cet équipement (I2M, financement EquipEx Xyloforest[1]) est composé d’une ouvreuse/nappeuse avec cheminée d’alimentation et d’un four pour consolidation thermique.


[1] EquipEx Xyloforest, 2011-2020 - Coordinateur INRA - http://mat.xyloforest.org/

Listes des partenaires : 

Financement : ADEME --> 320,627 k€ Durée : 36 mois

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