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Clôture du projet FUI CANAOPT

Le développement de nouveaux grades de caoutchouc naturel à variabilité réduite et contrôlée : les grades CNC, pour les applications antivibratoires.
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Ce projet avait pour objectif le développement de nouveaux grades (CNC), pour permettre l’accroissement des parts de marché grâce à une meilleure maitrise de la variabilité du caoutchouc naturel, conduisant à une meilleure qualité des pièces grâce à la réduction de la dispersion.


Labellisé par le pôle de compétitivité Elastopôle, le projet CANAOPT a bénéficié d’une subvention dans le cadre du 12ème appel à projets du fond unique interministériel (FUI). Le projet a été clôturé lors d’une réunion chez le porteur Hutchinson le 20 septembre 2016.


Le contexte


Le caoutchouc naturel, dont l’importance planétaire n’est plus à démontrer, est principalement utilisé par l’industrie manufacturière pour ses propriétés dynamiques, son collant de confection, ses propriétés de cristallisation sous contrainte ... Il est employé dans des applications techniques comme les pneumatiques, les liaisons élastiques et d’amortissement, les lames d’essuie-glace …
C’est donc un produit stratégique dont il convient d’optimiser les performances.
Cependant, sa mise en œuvre pose encore aujourd’hui de nombreux problèmes qui se traduisent par des coûts financiers non négligeables. Les exigences des utilisateurs finaux – en particulier l’industrie automobile - deviennent de plus en plus importantes en termes de propriétés et nécessitent une connaissance de plus en plus précise de cette matière première industrielle. D’origine agricole, cette matière première possède des caractéristiques très variables qui nécessitent, de la part des transformateurs, des actions correctrices coûteuses en termes d’énergie et de temps sans toutefois régler la totalité des problèmes. Face à son concurrent synthétique, le caoutchouc naturel ne peut garantir une constance des propriétés. Il existe bien des grades de caoutchouc spécifiés techniquement mais la régularité de ceux-ci reste insuffisante face aux défis que requièrent certaines pièces industrielles. Les critères de sélection et de spécifications techniques, mises en place dans les années 60, ne suffisent plus pour assurer les nouvelles exigences de qualité.


L’objectif du projet


Le projet CANAOPT a consisté à étudier les différents paramètres potentiellement à l’origine des variabilités constatées : les paramètres choisis sont relatifs à l’arbre (clone, âge, pays, saison de récolte) mais également au process de première transformation du caoutchouc naturel (mode de saignée, procédé d’usinage, conditions de séchage, etc..). Cette étude a permis d’identifier les paramètres réellement significatifs. On a pu ainsi aboutir à la définition d’un grade de caoutchouc de type 10CV aux performances optimisées pour les applications antivibratoires et présentant des propriétés les plus constantes possibles.
Des tests de contrôle simples et pertinents ont également été développés. Ils pourront être partagés avec les producteurs ainsi qu’une méthodologie de plastification visant à compenser les variations du caoutchouc naturel liées à la saison et au stockage.
 
Les partenaires du projet

  • La société Hutchinson, 1er transformateur de caoutchouc industriel en France est le porteur du projet
  • Michelin, 1er producteur mondial de pneumatiques
  • ANVIS, producteur de pièces antivibratoires pour l’automobile
  • METALDYNE, producteur de pièces antivibratoires pour l’automobile
  • EMAC, concepteur et producteur de mélangeur noirs et de couleurs à base de caoutchouc et de polymères, producteur de mélanges caoutchouc à façon (PME)
  • Le laboratoire de Recherches et de Contrôle du Caoutchouc et des Plastiques (LRCCP) 
  • Le laboratoire public CIRAD, UMR 62 IATE
  • Le laboratoire public UCO2M UMR CNRS 6011 (Université du Maine). 


Les travaux menés


Le projet a été organisé en 5 taches :

  • Identification des facteurs de variabilité du caoutchouc naturel, à partir de l’analyse statistique des caractéristiques physicochimiques et des propriétés technologiques de 55 échantillons préparés dans 5 pays différents d’Asie du Sud-Est et d’Afrique
  • Etude de plastification du type 10, avec la définition d’une loi de plastification permettant d’atteindre une viscosité cible quelle que soit la viscosité initiale de la gomme
  • Analyse des gommes posant problème sur site industriel, avec l’identification des causes de non-conformité à partir des analyses physicochimiques, rhéologiques et mécaniques des gommes
  • Développement de nouveaux grades de caoutchouc naturel (grades « CNC »), de type 10CV, en maîtrisant les principaux facteurs du procédé de production (technique d’addition du SHA, temps de maturation des coagulats, température de séchage)
  • Développement d’outils simples pour un contrôle de fabrication des gommes naturelles, basés d’une part, sur la spectroscopie FT IR pour doser les taux de protéines et de lipides de la gomme et d’autre part, sur la rhéologie à grande déformation (RPA LAOS) pour caractériser finement leur comportement rhéologique 


Les premières retombées du projet


Produits, services issus de R&D :

  • Des connaissances scientifiques ont été acquises par les partenaires industriels dans les domaines de l’hévéaculture, de la caractérisation fine des gommes (mesure des grandeurs moléculaires, des différentes formes de gel, dosages des constituants non-caoutchouc, rôle de ceux-ci sur la formation du gel et incidence du gel sur le comportement rhéologique des gommes….)
  • Réduction de la variabilité de propriétés fonctionnelles, en sélectionnant les producteurs utilisant un procédé de production et d’usinage contrôlé
  • Définition d’une méthode de qualification des plantations et de contrôle réception des gommes (nouvelles grandeurs à mesurer comme par exemple les taux de protéines, de lipides, les masses molaires et distribution)
  • Possibilité de proposer à la normalisation 2 nouvelles méthodes de caractérisation des gommes naturelles
  • Nécessité d’engager la diffusion de certains résultats aux producteurs ayant fourni des gommes pour le projet CANAOPT, pour les amener à mettre en application la maîtrise des paramètres identifiés (à travers des conférences, des rapports, des visites).


Publications scientifiques : 7
Conférences : 7
Thèse : 1
Emplois : 2 pendant le projet, 1 à l’issue du projet


Perspectives : La mise sous contrôle des facteurs principaux comme la maturation, le séchage et un procédé adapté d’ajout de SHA devrait donc réduire de façon significative la variabilité par rapport au " tout venant type 10CV ", ce qui devrait à terme permettre de diviser par 2 ou par 3 la dispersion des gommes CNC.


Il est encore trop tôt pour quantifier les retombées chez l’ensemble des partenaires industriels, résultant des prises de commandes occasionnées par les résultats du projet.


 



Saignée d’un hévéa. Crédit photo : CIRAD


 



Support moteur automobile. Crédit photo : Hutchinson


 




Voyage d’étude au Vietnam, préparation du caoutchouc de coagulat de type 10 chez DAU TIENG RUBBER CORPORATION. Crédit photo : consortium CANAOPT

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