Des PME s’unissent pour le futur du ferroviaire

Les polymères synthétiques constituent les partenaires de tous les grands défis technologiques et des progrès majeurs de notre époque. Leur utilisation croissante entraîne une augmentation considérable des risques incendie qui, humainement et économiquement, ont toujours des conséquences dramatiques. Pour y faire face, un consortium d’industriels de Picardie, du Nord, du Pas-de-Calais et du Hainaut Belge a vu le jour. Ainsi, Nord Composites, Alkar technology, Trioplast, Crepim et Isollants Hallet travaillent-ils main dans la main pour qu’un grand projet intéressant, notamment, l’industrie ferroviaire, voit le jour.

La réglementation tend vers une plus grande sécurité et limite sérieusement l’utilisation de nombreux matériaux. Ceci est particulièrement vrai pour le transport terrestre de passager ou il est impératif de prendre en compte les trois paramètres critiques à savoir (i) la propagation de flamme, (ii) l’opacité des fumées et (iii) la toxicité. Ces critères sont repris dans des normes, lesquelles sont propres à chaque marché et sont en train de s’uniformiser au niveau européen. Citons à titre d’exemple la norme EN 45545 qui s’inscrit dans le cadre de l’interopérabilité ferroviaire.

La nécessité de développer des polymères ignifuges qui ne libèrent pas de produits toxiques et corrosifs apparaît donc indispensable. Il est à noter que ces évolutions de référentiel présentent une formidable opportunité pour mettre au point de nouveaux systèmes. Différentes stratégies sont envisageables :

✔ la première consiste à développer de nouveaux matériaux intrinsèquement ignifuges. Il s’agit ainsi de modifier le monomère et/ou le polymère par greffage de fonctions spécifiques réactives. Cette voie, bien que très efficace, est en général très coûteuse et reste par conséquent à l’état de niche.
✔ la seconde consiste à développer de nouveaux systèmes retardateurs de flamme, et ce, en incorporant dans la matrice polymère de nouvelles charges ou additifs. Cette seconde voie présente pour les industriels un très grand intérêt.

Le problème posé par la réduction des risques d’incendie associés à l’utilisation de matériaux polymères synthétiques est très complexe. Il constitue un enjeu non seulement scientifique mais également économique et génère une nouvelle méthodologie de travail, avec une mise en commun des moyens.

Devant ce constat, un groupe d’industriels a décidé de monter un consortium afin de résoudre cette problématique. Ce groupe est composé de :
• Nord Composites
• Alkar Technology
• Trioplast
• Crepim SAS
• Isolants Hallet

Ce consortium est en train de travailler sur des projets composites semi structuraux  en croisant l’épineux compromis entre les fonctions d’usage et les aspects de sécurité incendie. Cette chaîne d’acteurs qui regroupe l’ensemble des connaissances et des outils, a pour objectifs d’accélérer le transfert des innovations vers les marchés.

Une success story au sein de Crepim

En 2013, la société Apyre a sollicité le Crepim afin de développer une mousse polyuréthane qui sera utilisée comme élément de rembourrage pour les sièges de train. De ce constat, le matériau que souhaite commercialiser la société Apyre est soumis à une réglementation feu exigeante. Ce type de produit doit répondre aux exigences du requis R21 de la nouvelle norme européenne EN 45 545-2.

L’enjeu de cette étude de développement réside à la fois dans le choix du « bon » ignifugeant permettant de respecter les critères de réaction au feu de la norme mais également dans le respect du cahier des charges du fabricant (viscosité, aucune perturbation lors de la polymérisation de la mousse…).

Le savoir-faire du Crepim a permis d’établir un plan de formulation cohérent, en utilisant différents grades de graphite exfoliant et plusieurs fournisseurs de ce type d’additif. En trois mois de collaboration avec la société Apyre, le Crepim a mis au point une mousse polyuréthane graphité ayant le niveau de risque feu HL3, le niveau le plus performant, répondant au requis R21 de la norme EN 45545-2.

La société Apyre est en pleine croissance et peut désormais proposer une solution technique performante à plusieurs sociétés européennes fabricant de sièges de train.

Alkar Technology ou comment concilier légèreté avec hautes performances mécaniques

Le focus de l’entreprise se situe sur les structures en sandwich, principalement basées sur le nid d’abeille. Rien de nouveau direz-vous et vous avez raison, sauf que… notre nid d’abeille est un peu particulier. Tout le nid d’abeille que l’on trouve sur le marché est construit autour de cellules de quelques millimètres de diamètre à 25 mm (1 pouce). Une application particulière nous a amené à développer un nid d’abeille en matériaux composites avec des cellules de 150 mm de diamètre. Une autre a conduit à des cellules de 80mm. Il s’agissait d’applications pour le secteur du bâtiment.

Missions remplies, passons à autre-chose.  Pourquoi pas le secteur ferroviaire?  Les besoins en structures légères et résistantes se font de plus en plus sentir. Parfait, le nid d’abeille en matériaux composites StruXell fera parfaitement l’affaire. Ces produits présentent une résistance exceptionnelle au cisaillement, une très grande versatilité dans l’utilisation des matériaux, tant des renforts (fibres) que des résines, des possibilités de résistance de structure à l’infini etc.

Le nid d’abeille à grandes cellules présente l’avantage d’un rapport performances/poids inégalable. En revanche, les peaux qui doivent couvrir le nid d’abeille pour constituer la structure sandwich peuvent être le maillon faible de l’élément en ce sens que leur rigidité propre doit être importante pour éviter les phénomènes de poinçonnement et de déformation locale. Là aussi, nous avons une solution très innovante que nous avons eu l’occasion de développer pour le secteur aéronautique et que nous pouvons décliner facilement et économiquement pour le secteur ferroviaire.

En consortium avec Nord Composites, Trioplast, Crepim et Isolants Victor Hallet, nous embarquons dans le train du futur avec comme objectif le développement de planchers destinés à remplacer les structures en acier, en alu, parfois déjà en sandwich mais avec du balsa, tout cela en respectant les spécifications de résistance mécanique, tenue dans le temps (fatigue), insonorisation, tenue au feu de plus en plus contraignantes etc.

Les temps de mise en marché des produits ferroviaires sont généralement assez longs, sauf dans certaines niches où il existe un peu plus de souplesse.  Nous visons donc à terme, et d’une manière plus générale, tout ce qui touche à la mobilité où les contraintes de poids et de résistance sont souvent difficiles à rencontrer… sauf lorsque l’on dispose du produit adéquat.

Focus sur l’interopérabilité ferroviaire La réglementation ferroviaire est actuellement propre à chaque pays (Allemagne : DIN 5510, France : NF F 16-101, Angleterre : BS 6852…). Le transport ferroviaire a évolué et les trains voyagent maintenant dans l’ensemble de l’Europe. Il faut donc unifier les règles et notamment les prescriptions de sécurité. Il s’agit de développer l’interopérabilité des réseaux, c’est-à-dire faire en sorte qu’un train puisse circuler sur n’importe quelle voie en Europe avec le même niveau de sécurité, quel que soit le pays. En conséquence, une nouvelle norme EN 45545 est disponible depuis 2013 afin de rationaliser, au niveau européen, à la fois les tests et les critères de sélection des matériaux. La partie 2 de cette norme, reprend les essais relatifs aux critères de sélection des matériaux par rapport à la propagation de flamme, tandis que la partie 3 reprend les critères de sélection de résistance au feu. Ce  document sera d’application effective au premier janvier 2018.

Nord Composites, vingt ans d’innovations

Créé en 1988 par Gérard Lavens, Nord Composites compte désormais trois sites de production : en France, en Angleterre et en Italie et un site commercial en Chine. Avec un chiffre d’affaires de 60 millions d’euros et une présence mondiale dans plus de quarante-deux pays par le biais de distributeurs, l’entreprise se place comme leader sur les marchés des résines feu et gel coats résistant feu et fumée. Elle développe des produits pour de nombreux secteurs d’activités comme l’industrie ferroviaire (+30% du chiffre d’affaires avec des références chez tous les grands constructeurs internationaux Alstom, Siemens, Bombardier, TMSH…), le nautisme,  le bâtiment, l’automobile, la piscine ou encore l’industrie éolienne.
Nord Composites a pu développer depuis ses débuts des formulations innovantes grâce à son équipe de terrain toujours au plus près des besoins clients et à son équipe de R&D :
– les premières résines M1F1 en 1996 pour le ferroviaire (pièces intérieures pour le groupe Courthieu devenu EMC (Européenne des Matériaux Composites),
– les premières résines polyester d’outillage sans retrait (RM 2000 à partir de l’année 2000) qui ont permis l’accélération de la construction des outillages (donc plus de réactivité sur les marchés)
– aujourd’hui, le développement des résines à destination du ferroviaire (EN-45-545), du bâtiment (EN 13-501) avec de très hauts niveaux de résistance à la propagation du feu et des niveaux toujours plus bas de toxicité des fumées, le tout en s’appuyant sur une expérience toujours renouvelée de process tels que l’infusion (pièces militaires) ou d’injection –RTM light (ferroviaire et bâtiment).

– aujourd’hui, Nord Composites veut aller encore plus loin en développant des produits plus complexes à base d’intumescents (peintures et coatings pour le ferroviaire et le bâtiment), mais aussi en explorant du côté des synergies possibles de ces produits avec de petites quantités de nanoparticules (charges à base d’oxydes métalliques) comme cela a déjà été développé dans polymères styréniques (rappelons que les résines polyester contiennent une part de monomères styréniques ou acryliques).

–  Nord Composites poursuit donc ses recherches avec ses clients, ses fournisseurs et les universitaires pour la recherche, car il faut toujours améliorer ses produits et les rendre de plus en plus performants pour les besoins futurs du ferroviaire.

C’est le sens de l’engagement dans un projet de développement avec les partenaires du  Consortium  ‘Full Composite Desk’ pour un plancher structurel 100% composite à destination des tramways  et du Métro. Peut-être verra-t-on un jour cette innovation dans les rames du Grand Paris ?

Ses trois laboratoires de recherche et développement équipés de matériels de pointe et les investissements conséquents qu’elle réalise en R&D permettent à l’entreprise d’être toujours plus innovante et de formuler des produits sur mesure répondant aux exigences techniques et normatives de ses clients. Toute son organisation est dédiée à la réactivité pour satisfaire pleinement les demandes spécifiques et réduire au maximum les délais de livraison. Son équipe de quatorze technico-commerciaux est à l’écoute de ses clients pour créer un rapport privilégié avec eux et leur apporter des expertises techniques et commerciales.

N°  62B février 2015