Les matériaux composites constituent une révolution silencieuse, façonnant des secteurs aussi variés que le nautisme, l'aéronautique, ou encore l'architecture. Leur capacité à offrir des performances inégalées en termes de légèreté, de rigidité et de durabilité en fait des alliés précieux pour des défis technologiques toujours plus exigeants. Face aux impératifs écologiques, l'industrie des composites s'engage aujourd'hui dans une voie novatrice, cherchant à conjuguer haute performance et respect de l'environnement, notamment à travers le développement de matériaux biosourcés et de solutions de recyclage.
Les Matériaux Composites : Une Alliance de Performances et de Savoir-Faire
Un matériau composite est un assemblage intime d’au moins deux composants non miscibles, mais ayant une forte capacité de pénétration, dont les propriétés se complètent avec synergie. Ce phénomène, qui permet d’améliorer la qualité de la matière face à une certaine utilisation, comme la légèreté ou la rigidité à un effort, explique l’utilisation croissante des matériaux composites dans différents secteurs industriels. Dans le domaine nautique, la construction de la plupart des bateaux de plaisance fait appel aux matériaux composites, qui offrent toutes les possibilités en termes de forme, de résistance mécanique et de longévité en milieu marin.
Plusieurs entreprises se distinguent par leur expertise dans ce secteur de pointe. L’entreprise morbihannaise référente dans le domaine des matériaux composites, par exemple, bénéficie d’un savoir-faire essentiellement dédié à l’industrie nautique, à la Défense, à l’aéronautique et au spatial. Cette entreprise vannetaise, créée en 1981 et nommée Multiplast, jouit d'une solide expérience dans les matériaux composites et, depuis ses débuts, est un acteur reconnu dans le secteur de la construction navale. Elle est notamment le partenaire des plus grands skippers qui ont participé à des courses autour du monde ou autres courses transatlantiques.
AEROFLEET, de son côté, est spécialisée dans les composites high tech. Elle réalise aujourd’hui toutes sortes de pièces de grandes qualités techniques et pré-imprégnées sous vide et sous autoclave, et peut fournir les bateaux à tous les stades de finition, des pièces moulées aux bateaux prêts à naviguer pour constructeurs professionnels et/ou amateurs. La particularité d’AEROFLEET réside également dans son utilisation des matériaux composites, faisant de la fabrication et du traitement de structures « sur mesure » son cœur de métier.
Strato Compo, une entreprise familiale créée en 1987 et implantée à Grayan-l'Hôpital en Gironde, au cœur du Médoc, conçoit, fabrique, répare et transforme des pièces et des bateaux en matériaux composites. Intervenant sur des projets nautiques et industriels dans toute la France, cette entreprise est à la fois un chantier naval spécialisé dans le composite et un atelier de fabrication sur mesure, capable de répondre aux défis techniques les plus exigeants. Son équipe de 12 collaborateurs polyvalents travaille dans un atelier de 1 600 m² implanté sur un terrain de 2 hectares, ces installations permettant de manipuler et fabriquer de grandes pièces dans des conditions optimales. Strato Compo est installée à proximité de Port Médoc et du littoral Atlantique, en Nouvelle-Aquitaine, se positionnant comme un partenaire composite essentiel pour la construction, la réparation ou le développement de prototypes et de séries de pièces techniques.
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Heol Composites, située à Tréffléan près de Vannes, est un autre acteur majeur, connu pour ses pièces creuses en carbone destinées aux multicoques Ultims, Imoca du Vendée Globe, Minis 6.50 et catamarans ultra sportifs. Ses ateliers sont la source de ces équipements de compétition, en particulier des foils issus d’une technologie et d’un savoir-faire uniques, portés par une équipe d’une douzaine d’ingénieurs et techniciens passionnés et experts en matériaux composites à hautes performances. Multiplast et Heol Composites, ainsi que d'autres entreprises de la région, forment un écosystème dynamique au cœur de la "Sailing Valley" et de la "Manufacturing Valley" en Bretagne, qui porte de grandes compétences en composite, travaillant avec des voisins architectes navals et des partenaires comme North Sails.
L'Industrie Nautique à la Pointe de l'Innovation Composite
Dans le secteur nautique, les défis technologiques sont permanents et les équipes s’emploient à les relever avec passion. Le Vendée Globe et La Route du Rhum sont des défis qui tiennent particulièrement à cœur aux acteurs des composites. Multiplast est ainsi engagée dans la préparation de la construction du futur Malizia 3 pour Boris Herrmann, un bateau à mettre à l’eau en Juillet 2022. En parallèle de ce projet d'envergure, l'entreprise travaille également sur le monocoque du V and B Monbana Mayenne, qui sera mené par Maxime Sorel. Pour ce dernier, il s’agira de réaliser la coque et le pont au moyen des moules déjà existants d’Apivia, en collaboration avec Mer Concept, la société de François Gabart, pour une mise à l’eau également prévue en 2022.
Le marché des foils est également très actif, et le double savoir-faire de Multiplast - la fabrication de foils « hors plan » ou dans un moule - permet à l'entreprise d’espérer de nouvelles commandes. Heol Composites excelle également dans la conception et la fabrication de pièces en carbone, essentiellement pour la voile de compétition. Leurs pièces sont de deux catégories : les appendices, qui vont sous l’eau (safran, dérive, voile de quille, foil), et les espars, au-dessus de l’eau (mât, bôme, tangon, bout-dehors, latte de grand-voile…). Les équipes de Heol Composites maîtrisent les pré-imprégnés carbone/époxy et les autoclaves, avec plus de 3500 tirs à 6 bars de pression et 120°C. Elles produisent des pièces creuses et monoblocs, qui sortent de l’autoclave en un seul morceau, sans collage ni reprise d’usinage. Les pièces uniques et sur-mesure sont une marque de fabrique, avec des investissements considérables en recherche et développement, menant à des essais jusqu’à la rupture des pièces pour repousser les limites des matériaux et alléger les structures. Leurs process sont brevetés et éprouvés avec plusieurs centaines d’appendices selon ce principe du creux monobloc, équipant des Imoca, Ultims, catamarans tels que le TF35, le GC32, le Flying Phantom, et même des Seabubbles, qui « volent » tous avec des pièces Heol Composites. La course à la voile représente 60% du chiffre d’affaires de Heol Composites, constituant ainsi son ADN.
Multiplast s’implique également, en tant que partenaire des Chantiers de l’Atlantique, depuis cinq ans dans le projet Solid Sail. Cette initiative, soutenue par la Région Bretagne et Golfedu-Morbihan-Vannes-Agglo, est dédiée à la mise au point et au développement des voiles et gréements des futurs paquebots. L'entreprise a contribué à la fabrication du mât et fabriqué les voiles prototypes, permettant la validation du concept des paquebots à voile. Ce dispositif est pensé pour réduire les émissions à effets de serre d’environ 30 % lors d’une traversée transatlantique, illustrant la volonté d'innover pour un nautisme plus respectueux de l'environnement. Ces entreprises pratiquent des métiers de passion, et leurs équipes apprécient tout particulièrement de s’atteler à des premières mondiales, repoussant constamment les frontières de la performance et de l'ingénierie.
L'Ère des Composites Durables : Innovations pour un Impact Réduit
L'industrie des matériaux composites, bien que porteuse de performances remarquables, est confrontée à un défi majeur : la durabilité. Les matériaux composites traditionnels reposent exclusivement sur le pétrole et sont très difficiles à recycler en fin de vie. Aujourd’hui, les composites utilisés dans les bateaux, les avions, les automobiles et autres applications sont généralement enfouis en décharge ou incinérés, avec le dégagement de nombreuses substances toxiques. L’objectif est double : remplacer des ressources fossiles par des ressources renouvelables afin de limiter la contrainte qui pèse sur le pétrole, et remplacer des substances toxiques, préoccupantes pour l’homme et l'environnement. Face à cette réalité, l’économie circulaire, le recyclage et l’innovation sont des sujets cruciaux auxquels les entreprises réfléchissent activement afin de rendre leurs bateaux et leurs produits plus propres.
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Les Résines Biosourcées : Performance et Bien-être pour les Opérateurs
Une des avancées les plus significatives concerne le développement et l'adoption de résines biosourcées. Le gros avantage de ce type de résine est qu’elles sont hors classe toxicologique, ce qui signifie que l’impact sur la santé des opérateurs est bien meilleur que pour les résines classiques à base de produits pétroliers. Elles sont sans odeur et ne provoquent pas de réaction allergique, car elles sont sans isocyanates, sans formaldéhydes ou bisphénol A.
L’époxy lin, par exemple, est une résine bi-composante à base d’huile de lin et d’autres bio-polymères comme la cellulose ou l’amidon. Ce type de résine, qui contient jusqu’à 85% de molécules naturelles, est transparente, sans solvant et sans odeur. Elle offre une grande résistance mécanique et chimique, convenant parfaitement à une mise en œuvre en milieu marin. L’Epolin UV est une autre variante de résine biosourcée à base d’huile de lin qui réticule, c’est-à-dire durcit, sous l’effet des UV, soit naturellement au soleil, soit avec des lampes UV. Greenpoxy 56 est une résine dont plus de 50% de la composition de la structure moléculaire est dérivée de plantes et de matières végétales. L’utilisation de bio-composites, qui sont une association d’un bio-polymère (polymère biodégradable) et de bio-fibres (fibres biodégradables), présente des avantages notables pour le recyclage en fin de vie des bateaux de plaisance.
Les Fibres Naturelles : Une Ressource Locale et Efficace
Au-delà des résines, les fibres naturelles représentent également une voie d'innovation majeure. Sous le terme « fibres naturelles » se trouvent des fibres organiques, d’origine végétale (cellulosique) et animale (protéinique), ainsi que des fibres minérales telles que l’amiante ou le basalte. L’utilisation de fibres naturelles dans les matériaux composites permet non seulement de valoriser une ressource locale dans des pays peu industrialisés, mais aussi de développer des matériaux et des technologies prenant en compte les impacts sur l’environnement.
Les fibres végétales, qui sont des structures biologiques principalement composées de cellulose issue du lin, du chanvre ou du jute, sont particulièrement intéressantes. À cause de leur grande solidité et de leur intérêt économique, ce type de fibre est très recherché comme substitut de la fibre de verre. Il est possible de fabriquer de la fibre végétale plus légère, plus solide et moins chère que la fibre de verre, tandis que les fibres minérales sont généralement à base d’amiante ou de basalte.
La filiale Cavac Biomatériaux, par exemple, qui défibre 15 000 tonnes de paille de chanvre par an, s'efforce de varier ses débouchés. Si la majeure partie des fibres est destinée à la fabrication de sa gamme d’isolants Biofib, une autre partie n’y est pas adaptée, comme l’explique Jean-Philippe Perrin, responsable marchés des matières techniques. Dans le procédé de défibrage, on obtient diverses qualités de paille, que l’on oriente vers différents marchés. Par exemple, la fibre la plus fine et douce est destinée au textile, et la fibre légèrement moins douce, mais très propre, se retrouve sur le marché du composite. L’objectif étant de réduire l’impact environnemental des matériaux composites, le choix du chanvre s’avère être la meilleure option : c’est une culture régionale, peu gourmande en eau et disponible. L’intérêt d’utiliser le chanvre est également de gagner en poids, un avantage non négligeable dans le secteur nautique. Ainsi, la paille de chanvre, une fois défibrée sur le site de Sainte-Gemme-la-Plaine, est transformée en feutre de chanvre pour être intégrée dans la fabrication des pièces de capotage.
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Le groupe Bénéteau s’engage également pour un nautisme durable en faisant le choix de ressources davantage recyclables. Son idée est de verdir ses bateaux en intégrant des matériaux biosourcés à ceux historiquement composés de fibres minérales comme la fibre de verre ou de carbone, et donc issues de la pétrochimie. C’est l’entreprise Chomarat, fournisseur historique de Bénéteau, qui a travaillé à la conception d’un complexe chanvre/verre adapté à la construction des capots de bateau. Lancé officiellement en avril 2022 au salon nautique de la Grande-Motte, dans l’Hérault, ce nouveau matériau appelé TER²A MAT est destiné initialement à la fabrication d’un catamaran.
Le Recyclage Innovant : Une Nouvelle Vie pour les Composites
La question du recyclage des matériaux composites en fin de vie est cruciale. Les filières nautique et aéronautique, dans une recherche de gain de poids et avec les mêmes caractéristiques mécaniques, utilisent des panneaux composites « sandwichs ». Cependant, la mousse PVC ou l’aluminium, lors de leur fabrication, demandent beaucoup d’énergie et émettent beaucoup de CO2. Pour répondre à cet enjeu, certains chantiers de plaisance comme Windelo font le choix de la mousse en PET (Polytéréphtalate d’éthylène) à la place du PVC (polychlorure de vinyle). Il est particulièrement intéressant de remplacer la mousse PVC par la mousse PET, car le PET est le matériau de nos bouteilles d’eau minérale, par exemple. La matière première peut ainsi être obtenue en recyclant des bouteilles d’eau minérale. Les mousses Airex ou ArmaForm, par exemple, sont constituées de Polytéréphtalate d’éthylène (PET) recyclé obtenu à partir de bouteilles. Cette mousse thermoplastique sera à son tour recyclable en fin de vie. La mousse PET possède des cellules fermées, ce qui lui confère de très bonnes propriétés mécaniques et la rend compatible avec une utilisation nautique.
Le recyclage des fibres de carbone, un matériau haute performance souvent difficile à traiter, connaît également des avancées significatives. La société Fairmat a mis au point un système de recyclage des fibres de carbone pour produire de nouveaux matériaux composites aux performances mécaniques élevées. Benjamin Saada, impliqué dans l'industrie du composite depuis sa sortie de l'École des Mines, a co-fondé Expliseat en 2011, à l'origine du siège d'avion considéré alors comme le plus léger du monde. Il s'est alors intéressé logiquement au recyclage de la fibre de carbone et a constaté que les solutions existantes se faisaient principalement par pyrolyse ou solvolyse, des méthodes souvent coûteuses et énergivores. En octobre 2020, il a lancé Fairmat pour trouver une solution en recherche et développement pour la gestion de ces déchets de fibres de carbone. Le processus aboutit à un traitement entièrement mécanique, principalement à froid, de découpe de très haute précision des fibres. Il permet de conserver les caractéristiques mécaniques de haute performance. Les éléments récupérés sont ensuite assemblés de manière robotisée, en ajoutant de la résine vierge. Les applications sont multiples, allant de l'ameublement aux mobilités douces, comme les caisses de vélo cargo, ou encore pour des applications dans le véhicule électrique. Dans le nautisme, on peut par exemple imaginer des roofs avec les matériaux Fairmat. Le poids étant un vrai sujet dans le nautisme, ces matériaux ne sont pas en concurrence directe avec le carbone vierge, mais peuvent se substituer à la fibre de verre grâce à un coût bas, un bilan énergétique favorable et un circuit court à base de déchets locaux. Des accords avec de grands acteurs de la production de matériaux composites comme Hexcel ou des fabricants de l'aéronautique pour récupérer de la matière permettent à Fairmat d'accélérer son développement, avec une nouvelle usine à Bouguenais qui est entrée en production pour démarrer le passage à la phase industrielle.
Dans le cadre du projet Opticarb, à finaliser pour fin 2022, en collaboration avec une société toulousaine et l’Institut Clément Ader, des efforts sont déployés pour l’optimisation des non-tissés de fibres carbone recyclées afin de réaliser des moules recyclables et performants pour la construction nautique. Multiplast, par exemple, a contribué à la fabrication de la façade du cinéma Pathé-Wepler, Boulevard de Clichy à Paris, en réalisant l’ensemble des pièces en infusion de fibres de lin et de résine époxy partiellement bio-sourcée, avec la volonté d’utiliser le plus grand volume possible de bio-composites.
La Diversification Stratégique et les Transferts de Technologie
Forte de son savoir-faire essentiellement dédié à l’industrie nautique, à la Défense ou encore à l’aéronautique et au spatial, l’entreprise morbihannaise Multiplast mène une stratégie de diversification et s’invite désormais dans de nouveaux marchés. Depuis quelques années, cette volonté de diversification lui permet d’intégrer des secteurs variés. Au sein du Groupe Carboman, la diversification hors nautisme représente 50 % de l'activité de Multiplast.
L'entreprise réalise par exemple des projets pour l’aéronautique, tels que des fuselages et des dômes de simulateurs de vols. Son expertise s'étend même à l'architecture et l'art, comme en témoigne la réalisation, en 2016, de cinq dômes en matériaux composites, d’une superficie de 600 m² chacun, pour la cathédrale orthodoxe russe à Paris, près de la Tour Eiffel. L’élaboration de ces dômes, composés de pétales assemblés par boulonnage, a mobilisé des salariés de l'entreprise durant 7 mois, démontrant la capacité à aborder des projets complexes et de grande envergure. L’année suivante, Multiplast a conçu et installé un habillage de façade pour le cinéma Pathé-Wepler, Boulevard de Clichy à Paris. Ces pièces ont été réalisées en infusion de fibres de lin et de résine époxy partiellement biosourcée, reflétant la volonté d’utiliser le plus grand volume possible de bio-composites, même dans des applications architecturales.
Les innovations développées pour la course à la voile chez Heol Composites, par exemple, ont de multiples applications possibles dans d’autres domaines comme la course automobile, l’aéronautique et l’industrie. Leurs technologies sont transposables dès lors qu’il y a du mouvement, permettant d’aller plus haut, plus vite, plus loin, et en consommant moins d’énergie du fait de la légèreté des pièces. Ces transferts de compétences et de matériaux soulignent la polyvalence et le potentiel des composites, au-delà de leurs applications initiales.