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L'œil de l'expert
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Les plastiques, matériaux du futur

Mercredi 29 Octobre 2014  |  L'œil de l'expert
Les plastiques, matériaux du futur

Alors que se dessinent les contours de la 4ème révolution industrielle -l’industrie 4.0- avec la « production intelligente » (Smart Production) et l’avènement de l’industrie connectée (Industrial Internet), les plastiques deviennent eux aussi plus « intelligents ».
Les matériaux plastiques se posent dès lors comme les fers de lance de l’industrie du futur.

 

Le plastique au service des technologies de pointe

 

Les révolutions dans la conception des matériaux sont de puissants vecteur d’innovations dans tous les secteurs de l’industrie technologique : l’électronique, le transport, l’emballage, l’aérospatial, la médecine, la défense, la construction et les énergies alternatives…

Les plastiques sont déjà associés à la haute technologie et vont contribuer toujours plus à encourager l’innovation dans ces secteurs :

  • les plastiques biocompatibles et biodégradables préfigurent déjà ce que sera la médecine de demain. Avec les plastiques résorbables à effets retard, les plastiques absorbants, les actions médicales seront toujours plus ciblées et localisées.
    Par exemple : des polymères en polycarbonate biodégradable capables d’aider à la cicatrisation des os ou à leur régénération. Autre exemple, en mariant deux polymères (hydrogel), des chercheurs ont obtenu un plastique avec une élasticité extrême couplée à une très grande résistance, des qualités pour devenir de futurs cartilages artificiels ou encore les prothèses de demain.

 

  • les plastiques sont au cœur des transports du futur. L’allègement est un facteur important dans la conception de véhicules, qui concourt aussi à la réduction du CO2, à l’allongement de l’autonomie, à la baisse des consommations de carburant.
    La plupart des constructeurs et des acteurs de la filière essaient de gagner du poids grâce à l’emploi de nouveaux matériaux plastiques (1) toujours plus résistants et légers.
    Certains constructeurs automobiles vont même plus loin et développent de nouveaux matériaux plastiques injectables issus de ressources renouvelables (des bioplastiques techniques) répondant aux exigences du secteur (2). Ils étudient également des alliages à base de ces nouveaux polymères et leur renforcement mécanique par des charges naturelles (nanocharges et fibres naturelles longues et courtes).

 

  • l’«électronique polymère». Avec la plastronique, qui associe plasturgie et électronique, les pièces plastiques intègrent déjà directement dans leurs fabrications des fonctions électroniques. Dans un produit plastronique, il n'y a plus de circuit imprimé à visser, ni de câbles à souder pour relier la carte électronique au boîtier.
    On bénéfice aussi de la possibilité de travailler non plus à plat mais sur des volumes en 3D. Ainsi, la plupart des antennes des tablettes et des smartphones récents utilisent le principe de la plastronique.
    Mais déjà, les industriels et chercheurs travaillent sur des fibres plastiques conductrices d’électricité. Faire en sorte qu'un plastique chargé de particules devienne aussi conducteur que du métal est un nouveau défi. La conductivité des matériaux plastiques pourrait bouleverser le secteur de l’électronique, en prenant place notamment dans les appareils électroniques miniatures, les écrans souples, les cellules solaires…

 

Les plastiques et le futur

 

Les plastiques vont accompagner et induire de nouvelles innovations grâce aux innombrables propriétés, possibilités et utilisations qu'ils offrent et vont offrir :

  • les nouvelles générations de plastiques sont de parfaits matériaux de substitution. Nouvelles résistances (à la chaleur extrême, aux radiations, aux pressions mécaniques...) et ultra-légèreté, ils offrent de multiples alternatives aux matériaux traditionnels, en particulier dans les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile. Ceci en étant acteurs de la performance énergétique des produits.

 

  • les biopolymères préparent un futur durable. Face à la diminution des stocks de ressources d'origine fossile, les bioplastiques obtenus à partir de matières premières renouvelables et/ou compostables sont la seule alternative. Les études menées par l'Institut pour les bioplastiques et les biocomposites de l'Université des sciences et arts appliqués de Hanovre confirment que le marché mondial des bio-plastiques devrait subir une croissance exponentielle à partir de 2014 et ainsi atteindre près de 14 milliards d'euros (3).

 

  • les plastiques deviennent polymorphes ce qui étend plus encore leurs propriétés : plastiques auto-régénérants, plastiques pouvant détecter les toxines, absorber les gaz, émettre de la chaleur ou de la lumière, plastiques pouvant changer de forme en temps réel, plastiques qui se résorbent à la lumière ou au contact de l’eau…

 

Le futur des industries technologiques se dessine dès à présent en s’appuyant sur les technologies de l’information, la création de nouveaux matériaux ainsi que sur de nouvelles manières de concevoir et produire.

A n’en pas douter, les matières plastiques vont y jouer leur rôle d’accélérateur de l’innovation.

 

 

(1) Cf. le projet ALMA (Architecture for Low Mass and Aerodynamic drag) chez Renault.
(2) A l'image du projet MATORIA (MATériaux d’OriginE Renouvelable Innovants pour l’Automobile) piloté par PSA Peugeot Citroën.
(3) Sources : Base de données de l'Institut pour les bioplastiques et les biocomposites de l'Université des sciences et arts appliqués de Hannovre (IfBB).

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