Valorisation des fibres naturelles
Développer les matériaux textiles durables de demain
Alors que les industries sont confrontées à des défis croissants liés à la décarbonisation, à la réduction de la dépendance vis-à-vis des ressources fossiles et au développement de produits plus durables, les fibres naturelles suscitent un intérêt grandissant dans un large éventail de secteurs. Les industries du textile, de l'habillement, de l'automobile, de la construction, de l'agriculture et des matériaux composites recherchent activement des solutions renouvelables alliant performances techniques, avantages environnementaux et possibilités d'approvisionnement local.
Depuis plusieurs années, le CETI développe une expertise et des procédés visant à valoriser un large éventail de fibres naturelles, tant d'origine végétale qu'animale. Cette expertise couvre l'ensemble de la chaîne de transformation, depuis la préparation des fibres jusqu'à leur intégration dans des fils, des textiles techniques, des non-tissés et des matériaux composites.
Les développements actuels portent notamment sur le lin, le chanvre, l'ortie, le miscanthus, les fibres de palmier et la laine, dans le but de créer de nouvelles applications à forte valeur ajoutée pour ces ressources renouvelables.
Préparation des fibres naturelles pour les procédés textiles modernes
Les fibres naturelles présentent de nombreux avantages en termes de légèreté, de propriétés mécaniques, de confort et d'empreinte environnementale. Cependant, leur intégration dans les procédés textiles classiques nécessite souvent une adaptation de leurs caractéristiques physiques.
Le CETI a développé une expertise dans les procédés de « cotonisation » qui permettent de rendre les fibres naturelles compatibles avec les technologies textiles traditionnellement conçues pour le traitement du coton.
Ce procédé sur des équipements d'ouvraison et d'affinage qui permettent de séparer les fibrilles composant les faisceaux de fibres. L'objectif est de réduire le diamètre des fibres tout en préservant autant que possible leur longueur afin de maintenir leurs performances mécaniques.
Cette technologie est actuellement utilisée pour diverses fibres végétales, notamment :
Lin
Chanvre
Ortie
Miscanthus
Fibres de palmier
Le défi auquel sont confrontées les équipes du CETI consiste à trouver le meilleur compromis entre la finesse des fibres, la facilité de mise en œuvre et le maintien des performances mécaniques.
Grâce à cette étape de préparation, les fibres naturelles peuvent être intégrées dans les processus textiles industriels existants et accéder à de nouveaux marchés à forte valeur ajoutée.
Développement de fils innovants à base de fibres naturelles
Une fois préparées, les fibres naturelles peuvent être intégrées dans diverses structures de fils.
Le CETI a notamment mis au point des fils open-end associant des fibres de lin cotonisées à des fibres de coton, de Lyocell ou de viscose.
En fonction de l'application visée, il est possible d'atteindre des taux d'incorporation particulièrement élevés, ce qui augmente considérablement la teneur en matières renouvelables du produit final.
Ces avancées permettent d'allier les avantages des fibres naturelles aux performances des procédés de filature industriels modernes :
Réduction de l'empreinte environnementale
Réduction de l'utilisation des matières premières d'origine fossile
Confort et régulation thermique améliorés
Esthétique naturelle
Valorisation des ressources locales
Des fils à base de fibres naturelles ont été mis au point pour diverses applications, allant de l'habillement aux textiles techniques, en passant par le secteur automobile.
Réinventer les tissus traditionnels grâce aux fibres naturelles
Les fibres naturelles offrent également l'occasion de repenser les tissus traditionnels et d'améliorer leur bilan environnemental.
Dans ce contexte, CETI s'est attaché à proposer une réinterprétation moderne du chambray, un tissu traditionnellement composé de coton et de lin.
Le tissu mis au point combine :
50 % coton
25 % de coton recyclé
25 % de lin cotonisé
À la suite de la mise au point de fils à extrémités ouvertes et des opérations de tissage qui ont suivi, un tissu léger adapté à la confection de chemises a été produit avec succès.
Ce travail démontre qu'il est possible d'intégrer à la fois des fibres naturelles et des matériaux recyclés dans des produits textiles de haute qualité sans compromettre ni leurs performances ni leur esthétique.
Conception de non-tissés techniques à base de fibres naturelles
Les fibres naturelles présentent également un intérêt particulier pour la mise au point de non-tissé destinées à des applications industrielles.
Grâce à ses capacités de cardage, d'aiguilletage et de consolidation à l'échelle pilote, le CETI développe des non-tissés contenant une forte proportion de fibres naturelles.
Ces structures peuvent être associées à des polymères d'origine biologique ou utilisées seules, en fonction des exigences de performance visées.
Renforts pour matériaux composites
Les non-tissés en fibres naturelles constituent une excellente solution pour les applications de renforcement des composites.
Leur faible densité et leurs propriétés mécaniques intéressantes permettent de mettre au point des solutions composites plus légères et plus durables pour les secteurs des transports, de la marine, du sport et de la construction.
Les projets de recherche menés par le CETI ont notamment abouti à la mise au point de structures associant des fibres naturelles et des polymères d'origine biologique destinés à des applications exigeantes, notamment en milieu marin.
Isolation thermique et acoustique pour le bâtiment
Les fibres naturelles offrent également un potentiel considérable pour le développement de matériaux isolants destinés au secteur de la construction.
Le CETI développe des non-tissés à base de fibres végétales et animales qui offrent :
Bonnes performances d'isolation thermique
Propriétés d'absorption acoustique
Régulation naturelle de l'hydratation
Faible empreinte carbone
Ces matériaux peuvent être utilisés dans les murs, les toitures, les cloisons et les revêtements de sol, contribuant ainsi au développement de solutions de construction d'origine biologique qui s'inscrivent dans les objectifs de décarbonisation du secteur du bâtiment.
Applications dans l'agriculture et l'aménagement paysager
Les non-tissés en fibres naturelles peuvent également être utilisés dans le domaine agricole.
Les solutions mises au point par le CETI comprennent des matériaux de paillage biodégradables capables de limiter la croissance des mauvaises herbes tout en réduisant l'utilisation des films plastiques classiques.
Sous-couches techniques
Les feutres en fibres naturelles peuvent être utilisés comme sous-couches techniques pour les systèmes de revêtement de sol et d'autres applications nécessitant un amortissement, une isolation, une atténuation des vibrations ou un confort accru.
Une plateforme complète pour accélérer l'innovation dans le domaine des fibres naturelles
Grâce à ses équipements à l'échelle pilote et à son expertise dans les domaines de la préparation des fibres, du filage, des non-tissés, du tissage, des composites et de la caractérisation des matériaux, le CETI accompagne les industriels dans le développement de solutions innovantes à base de fibres naturelles.
Ces projets contribuent non seulement à la valorisation de ressources renouvelables telles que le lin, le chanvre, l'ortie, le miscanthus, les fibres de palmier et la laine, mais aussi au développement de nouvelles générations de matériaux textiles et techniques qui répondent aux attentes croissantes en matière de durabilité, de circularité et de performance.
De la préparation des fibres aux installations pilotes, le CETI met à la disposition des entreprises l'expertise et les capacités technologiques nécessaires pour transformer les fibres naturelles en produits à forte valeur ajoutée et accélérer l'émergence d'une industrie textile plus durable.
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