Présentation
RÉSUMÉ
Depuis plus de vingt ans, la société Fibroline développe des technologies brevetées d’imprégnation électrostatique. Elles permettent d’imprégner en voie sèche, sans eau ni solvant, une grande diversité de poudres dans des supports poreux de type non-tissé, textile, mousse, papier, fil ou ruban de fibres. Cet article débute par la présentation du principe de la technologie électrostatique Fibroline, les caractéristiques des matériaux utilisés ainsi que les différentes configurations technologiques développées autour de ce principe. Le transfert à l’échelle industrielle est ensuite détaillé en tenant compte des avantages techniques, économiques et environnementaux. Enfin, des exemples d’applications industrielles sont présentés pour différents domaines d’activité.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Caroline GOUMENT : Docteure-ingénieure en science des matériaux, chimie et procédés - Chef de projets R&D - Société Fibroline, Limonest, France
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Joric MARDUEL : Directeur technique, procédés et industrialisation - Société Fibroline, Limonest, France
INTRODUCTION
De nombreuses techniques d’imprégnation sont aujourd’hui utilisées pour fonctionnaliser ou renforcer des textiles techniques ou des matériaux composites. Ces matières textiles et composites sont largement utilisées dans différents secteurs industriels comme les transports, la filtration, le bâtiment ou le médical.
D’une manière générale, les matières textiles font l’objet de traitements pour modifier leurs caractéristiques en fonction de leur usage final. Dans le domaine de l’habillement, on parle d’ « ennoblissement » pour regrouper tous les traitements de teinture et d’impression, d’enduction ou de finition des textiles. Dans le domaine des textiles techniques, les traitements de fonctionnalisation sont nombreux et regroupent des fonctions de renfort ou de rigidification pour les matériaux composites, mais aussi des fonctions plus spécifiques pour l’isolation, la captation de molécules dans un filtre, ou encore l’introduction d’un principe actif médical dans un pansement.
Ces différents traitements des textiles font majoritairement appel à l’imprégnation en voie liquide, avec l’utilisation d’eau ou d’autres types de solvants en grande quantité, qui doivent être traités et éliminés à la fin de chaque cycle. Dans ce cas, une étape de séchage énergivore est nécessaire pour éliminer toute trace de solvant dans le produit final. Cela représente des contraintes environnementales majeures et un frein économique avec le coût de l’énergie qui augmente régulièrement. Les procédés en voie humide peuvent également présenter des problèmes d’homogénéité du liant et/ou de l’actif dans le support, induisant des performances inégales du produit final imprégné. Ainsi, dans le contexte écologique et économique actuel, les industriels recherchent de nouveaux procédés performants et plus respectueux de l’environnement.
Les technologies d’imprégnation électrostatique de Fibroline sont alors une alternative plus vertueuse pour l’environnement, par rapport aux procédés traditionnels en voie liquide de l’industrie textile. Grâce à l’application d’un champ électrique alternatif, elles reposent sur un principe de fonctionnement en voie sèche pouvant être utilisé avec une grande diversité de poudres et de supports textiles poreux. Il est possible d’imprégner différents types de substrats : des non-tissés, du papier, des mousses, des fils, des rubans, de la moquette, etc.
Le développement de nouveaux produits suit généralement l’échelle TRL (Technology Readyness Level) : depuis le cahier des charges initial jusqu’au démonstrateur à l’échelle laboratoire qui constitue un jalon important ; viennent ensuite les étapes de développement à l’échelle industrielle jusqu’à la mise sur le marché. Grâce au portefeuille de technologies Fibroline, les différentes configurations de machines laboratoire et de pilotes permettent des imprégnations à cœur bien homogènes ou une localisation contrôlée de la poudre (très faible quantité ou imprégnation en « gradient ») dans les porosités, c’est-à dire dans les espaces disponibles entre les fibres, selon les besoins. Une grande flexibilité dans les applications est ainsi possible, avec des poudres actives apportant une fonction supplémentaire au support telle qu’antifeu, isolation, antimicrobien, etc., ou des poudres apportant des propriétés mécaniques de renfort notamment.
Parmi les avantages des technologies Fibroline, les bénéfices environnementaux et économiques sont importants : peu de pertes de matières, peu d’énergie nécessaire, pas d’effluents à traiter… Cela permet une adaptation des procédés dans de nombreux domaines industriels.
Domaine : Textiles techniques
Degré de diffusion de la technologie : Croissance
Technologies impliquées : Imprégnation voie sèche électrostatique, plasma
Domaines d’application : Médical, transports, filtration, textiles techniques, composites
Principaux acteurs français :
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Pôle de compétitivité : TECHTERA (pôle de compétitivité de la filière textile française)
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Centre de compétences techniques : Institut français du textile et de l’habillement ou IFTH (centre technique français de référence pour les entreprises industrielles et marques des filières textile et mode)
Contact : https://www.fibroline.com/
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2016 par Laurence CARAMARO, Joric MARDUEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Textiles industriels > Secteur textile : enjeux industriels et environnementaux > Procédé d’imprégnation électrostatique de la société Fibroline > Conclusion et perspectives
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5. Conclusion et perspectives
Les technologies D-Preg, S-Preg et Y-Preg développées par la société Fibroline utilisent un champ électrique alternatif pour faire migrer totalement ou localement des poudres fonctionnelles et/ou liantes dans des supports poreux.
Comparés aux techniques en voie liquide utilisant des solvants, les avantages de ces technologies à sec sont importants. Ils sont liés en particulier à l’impact environnemental favorable, aux économies engendrées par les faibles consommations d’énergie et la réduction des déchets, ainsi qu’à la qualité et aux performances améliorées du produit final. D’une manière générale, les technologies électrostatiques permettent d’imprégner précisément la quantité de matière active nécessaire dans les zones utiles des supports poreux.
Les applications présentées dans cet article balayent une large gamme de possibilités et peuvent donc se décliner dans de multiples applications potentielles, ce qui nécessite, pour chaque projet initié :
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d’une part, de réaliser une analyse technico-économique des procédés concurrents afin d’évaluer la pertinence et la valeur ajoutée de la technologie ;
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d’autre part, pour certains projets à moyen et long termes, de mettre en place des partenariats collaboratifs intégrant des partenaires industriels mais aussi académiques, avec différentes compétences et savoir-faire complémentaires.
Aujourd’hui, de plus en plus de projets visent à développer des solutions biosourcées, biodégradables et/ou recyclables afin d’améliorer le cycle de vie des produits fabriqués en respectant l’environnement. Les technologies Fibroline permettent aussi d’ouvrir la voie au développement de nouveaux matériaux, spécifiquement réalisables grâce aux qualités intrinsèques de l’imprégnation électrostatique : imprégnation localisée, multifonctionnelle, en tirant profit de la flexibilité et de la modularité des procédés. Du côté des technologies industrielles, les développements sont aussi intensifs, avec de nouvelles solutions d’imprégnation en 3D utilisant des champs électriques déphasés, ou en distordant les champs électriques pour obtenir des concentrations et localisation précises de poudres.
L’avenir est donc prometteur avec de nombreuses applications en développement dans diverses industries,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - HORROCKS (A.R.), ANAND (S.C.) - Handbook of Technical Textiles. - Woodhead Publishing (2016).
-
(2) - JIN (L.), JI (C.), CHEN (S.), SONG (Z.), ZHOU (J.), QIAN (K.), GUO (W.) - Multifunctional Textiles with Flame Retardant and Antibacterial Properties: A Review. - In Molecules, vol. 28, p. 6628 (2023). 10.3390/molecules28186628
-
(3) - WEIDMANN (D.) - Aide-mémoire Textiles techniques. - Dunod (2010).
-
(4) - VALENTE (M.), ROSSITTI (I.), SAMBUCCI (M.) - Different Production Processes for Thermoplastic Composite Materials: Sustainability versus Mechanical Properties and Processes Parameter. - In Polymers, vol. 15, p. 242 (2023). 10.3390/polym15010242
-
(5) - KOGELSCHATZ (U.) - Dielectric-Barrier Discharges: Their History, Discharge Physics, and Industrial Applications. - In Plasma Chemistry and Plasma Processing, vol. 23, p. 1-46 (2003). 10.1023/A:1022470901385
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Atmosphères explosives – Partie 20-2 : Caractéristiques des produits – Méthodes d’essai des poussières combustibles - NF EN ISO/IEC 80079-20-2 AFNOR - 2016
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Poudres pour revêtement – Partie 5 : Détermination de l’aptitude à la fluidisation d’un mélange poudre/air - NF EN ISO 8130-5 AFNOR - 2021
-
Poudres pour revêtement – Partie 13 : Analyse granulométrique par diffraction laser - NF EN ISO 8130-13 AFNOR - 2019
-
Textiles – Détermination de la perméabilité à l’air des étoffes - NF EN ISO 9237 AFNOR - 1995
-
Textiles – Détermination de l’épaisseur des textiles et produits textiles - NF EN ISO 5084 AFNOR - 1996
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Vêtements de protection – Propriétés électrostatiques – Partie 1 : Méthode d’essai pour la résistivité de surface - NF EN 1149-1 AFNOR - 2007
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Vêtements de protection...
ANNEXES
1 Brevets liés à l’imprégnation électrostatique en voie sèche
Déposés par Fibroline
Installation d’imprégnation d’un matériau poreux par de la poudre FR3141090A1 → B1 (A1 publié le 26 avril 2024, B1 délivré le 25 octobre 2024)
Installation d’imprégnation de poudre d’au moins un support à traiter de type fil et/ou ruban FR3114261B1 (délivré le 12 août 2022)
Installation d’imprégnation d’un support poreux comprenant des électrodes revêtues optimisées FR3029445A1 → B1 (A1 publié le 10 juin 2016, B1 délivré le 29 septembre 2017)
Installation et procédé d’imprégnation par transfert d’une poudre dans un support poreux FR3010931A1 (délivré le 25 septembre 2015)
Autres brevets
Procédé pour revêtement en poudre EP2828008B1 (délivré le 28 janvier 2015)
Appareil et procédé de revêtement en poudre WO2004052557A1 (délivré le 24 juin 2004)
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Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
EDANA : Association internationale et porte-parole des industries du non-tissé (plus de 265 membres) https://www.edana.org/
TECHTERA :...
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