Ferlam Technologies 2
Du recyclage du para-aramide à la fabrication de non-tissés techniques
Le CETI a mené, pour le compte de Ferlam Technologies, une démonstration à l'échelle pilote portant sur le recyclage mécanique de textiles en para-aramide et leur transformation en non-tissés techniques. Ce projet a permis de valider avec succès une chaîne de transformation complète, allant de la préparation des textiles destinés à la protection balistique à la fabrication de structures non-tissées aiguilletées, tout en conservant des longueurs de fibres adaptées à la poursuite de la transformation textile.
Le défi : recycler un matériau conçu pour résister à des charges mécaniques élevées
Les para-aramides sont des fibres haute performance qui se caractérisent par une résistance à la traction élevée, un module d'élasticité élevé et une bonne résistance thermique.
Ces propriétés expliquent leur utilisation dans les équipements de protection, les renforts techniques et un large éventail d'applications industrielles.
Cependant, ils posent également des défis spécifiques en matière de recyclage mécanique.
La découpe des textiles en para-aramide nécessite un équipement adapté à leur grande résistance et à leurs propriétés abrasives. Le procédé d'effilochage qui s’ensuit doit séparer les fibres sans réduire excessivement leur longueur ni générer de défauts.
Dans le cadre du projet mené pour Ferlam Technologies, le CETI a travaillé avec une matière première composée à 100 % de textiles en para-aramide récupérés sur des équipements de protection balistique.
L'objectif était de démontrer la faisabilité d'une nouvelle filière de recyclage permettant la production de non-tissés techniques.
Une approche intégrée, de la préparation des matières premières à la production de non-tissés
1. Adaptation des opérations de découpe aux propriétés du para-aramide
La préparation de la matière première constituait une première étape cruciale.
Ces essais ont nécessité des modifications de l'équipement de découpe, notamment l'utilisation de lames spécifiques conçues pour les matériaux abrasifs.
Trois passes de découpe successives ont été effectuées afin d'obtenir des fragments de tissu adaptés à l'alimentation de la ligne d'effilochage.
Cette étape de préparation a permis une ouverture progressive et contrôlée des fibres.
2. Optimisation de l'effilochage tout en préservant la longueur des fibres
L'effilochage a ensuite été réalisé sur une ligne à échelle pilote équipée de quatre cylindres adaptés au matériau.
L'optimisation du procédé a été axée sur plusieurs paramètres :
• Efficacité de l'ouverture de la structure textile ;
• Préservation de la longueur des fibres ;
• Limitation de la formation de nœuds de fibres ;
• Maîtrise des effets électrostatiques.
L'une des principales conclusions a été l'importance d'éviter des conditions de traitement trop agressives.
Bien qu’une ouverture suffisante soit indispensable à la récupération des fibres, une contrainte mécanique excessive peut favoriser l’apparition de défauts et réduire l’aptitude des fibres récupérées à subir des traitements ultérieurs.
3. Caractérisation des fibres récupérées
À l'issue de l'optimisation du procédé, les fibres récupérées présentaient les caractéristiques suivantes :
Paramètre
Longueur moyenne des fibres (ML) : 34,1 mm
Longueur moyenne de la moitié supérieure (UHM) : 48,9 mm
Teneur en fibres courtes (inférieure à 9 mm) : 4,9 %
Ces résultats démontrent qu'il est possible de récupérer des fibres de para-aramide par un traitement mécanique tout en conservant des longueurs de fibres satisfaisantes et une faible proportion de fibres courtes.
La qualité des fibres ainsi obtenues a permis d'étudier leur transformation à l'aide de procédés textiles conventionnels adaptés.
Des fibres recyclées aux non-tissés techniques
Les fibres récupérées ont servi à mettre au point des matériaux de non-tissés obtenus par dépôt à sec.
Le « procédé » regroupait trois opérations principales :
Cardage → Disposition en croix → Aiguilletage
Le cardage permet d'ouvrir et d'organiser les fibres pour former un voile. Le nappage permet de développer la structure afin d'atteindre le grammage souhaité, tandis que l'aiguilletage assure la cohésion mécanique.
Ces essais ont permis de produire avec succès des non-tissés présentant des grammages nominaux de 250 et 350 g/m².
Ce traitement a nécessité une attention particulière aux conditions environnementales, notamment la température et l'humidité, afin de limiter les effets électrostatiques.
À la suite d'ajustements du procédé, des conditions de fonctionnement stables ont été obtenues.
Premiers résultats concernant les performances mécaniques
Pour un non-tissé d’un grammage d’environ 360 g/m², les essais de traction ont donné les résultats suivants :
• 390 N dans le sens machine (MD) ;
• 670 N dans le sens transversal (CD).
Ces premiers résultats fournissent des indicateurs de performance mécanique pour les structures « non-tissées » mises au point.
Ils constituent une base permettant une optimisation supplémentaire en fonction des exigences des applications visées.
Opportunités dans le domaine des équipements de protection et de l'isolation thermique industrielle
Les non-tissés fabriqués à partir de fibres de para-aramide recyclées offrent des perspectives pour plusieurs applications techniques, notamment :
• Équipements de protection individuelle (EPI) : applications dans lesquelles les matériaux doivent répondre à des exigences fonctionnelles et réglementaires spécifiques.
• Isolation thermique industrielle : applications dans lesquelles la résistance thermique et les propriétés des structures fibreuses peuvent apporter des avantages utiles en termes de performances.
Ces résultats démontrent la faisabilité technique de la fabrication, mais ne constituent pas, à eux seuls, une validation pour ces applications.
Des essais supplémentaires seront nécessaires pour évaluer les performances thermiques, la durabilité et, en fonction du marché cible, la conformité aux normes applicables.
Principaux résultats du projet
Paramètre
Matière première : 100 % de textiles en para-aramide
Origine : Équipement de protection balistique
Recyclage procédé : Découpe adaptée et déchiquetage mécanique
Fibre régénérée UHM : 48,9 mm
Teneur en fibres courtes (moins de 9 mm) : 4,9 %
Procédés de fabrication : Cardage, formation de nappes et aiguilletage
Grammages développés : 250 et 350 g/m²
Forces de traction mesurées sur un produit d'environ : 360 g/m² 390 N dans le sens machine / 670 N dans le sens travers
La contribution du CETI : la maîtrise de l'ensemble de la chaîne de recyclage et de transformation
Ce projet illustre la complémentarité des capacités des plateformes technologiques du CETI.
Les travaux comprenaient :
• Plateforme de recyclage mécanique: préparation des matières premières et récupération des fibres.
• Développement et caractérisation des fibres recyclées: analyse et qualification des matériaux récupérés.
• Plateforme de non-tissés en voie sèche : développement et validation de structures fibreuses par cardage.
La possibilité de réaliser ces opérations sur des équipements à l'échelle pilote constitue un avantage majeur pour évaluer les solutions techniques, identifier les contraintes de traitement et préparer les étapes suivantes du développement industriel.
Le projet Ferlam Technologies démontre qu'un matériau particulièrement résistant, dont le recyclage mécanique pose des défis importants, peut être transformé en une nouvelle matière première adaptée à la conception de produits textiles techniques.
Projets connexes et expertise
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