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Fibrotek Matériaux Avancés s’allie au CDCQ pour concevoir et développer une résine thermodurcissable thermofusible

Par François Couture

Fibrotek Matériaux Avancés a été fondée en 2000, à Clermont, dans la région de Charlevoix. L’entreprise a développé une expertise de pointe dans la fabrication de pièces en matériaux composites, notamment dans les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile. Elle offre différents produits dont de l’outillage aérospatial, de l’usinage de haute précision et des services d’ingénierie. En 2021, Fibrotek a décidé de s’allier au Centre de développement des composites du Québec (CDCQ) afin de concevoir et de développer une résine thermodurcissable modifiée par un thermoplastique (thermoplastic toughened polymer) utilisée dans la fabrication de préimprégnés.

« On avait analysé qu’il y avait une grosse demande pour ce type de résine dans le marché et que les prix allaient continuer à grimper. Alors on s’est dit : plutôt que d’acheter notre matière première d’un fournisseur, on allait nous-même la fabriquer et l’utiliser dans la fabrication de préimprégnés », explique Luc Tremblay, le président de Fibrotek Matériaux Avancés.

« Et peut-être qu’après l’avoir utilisée dans notre production, un jour on va pouvoir nous-mêmes la commercialiser à notre tour », ajoute-t-il.

 

Pour mettre au point la recette idéale pour la résine, Fibrotek Matériaux Avancés a contacté le Centre de développement des composites du Québec. Affilié au Cégep de Saint-Jérôme, le CDCQ mène des activités de recherche et de développement et offre des services de transfert de technologie aux entreprises de l’industrie tout en leur cédant la propriété intellectuelle : recherche de matériaux, de procédés d’équipement, prototypage, essais de moulage et de qualification et caractérisation de matériaux ou produits. Il participe à des projets de développement technologique et d’amélioration des processus de fabrication afin de mieux répondre aux besoins de l’industrie.  

 

Au CDCQ, c’est le chimiste, chercheur et chargé de projets de R et D Bendaoud Nohair qui a piloté tout le projet. À partir d’un cahier de charges, il devait trouver la formulation d’une résine qui répondait à toutes les exigences de Fibrotek Matériaux Avancés. Selon les dires de Luc Tremblay, M. Nohair est l’un des plus compétents au Canada dans la mise au point de ce type de résine.

Une création en trois étapes

« Notre processus de création s’est échelonné sur trois étapes », explique Bendaoud Nohair.

« L’analyse des choix de matières premières de notre matrice organique (la résine) avec des polymères et des durcisseurs a été basée sur des facteurs clés comme les propriétés physiques et chimiques, le coût et la disponibilité. Les conséquences de ce choix ont aussi été considérées quant au processus de fabrication et à la performance du produit final. Ensuite, lors de la deuxième étape, nous avons fabriqué des prototypes dans nos laboratoires en mettant différentes résines en contact avec de la fibre de carbone tissée par Fibrotek. Enfin, lors de la troisième étape, nous avons identifié le meilleur prototype et nous nous sommes déplacés chez Fibrotek pour mettre notre résine à l’échelle de la production, pour fabriquer des préimprégnés qui se retrouveront dans les marchés de l’aéronautique et de l’automobile. Nous avons donc accompagné Fibrotek tout au long du processus, de l’idée de départ jusqu’à la production. »

 

Un procédé de fabrication unique au Canada  

Habituellement, dans la fabrication de ce type de produit, on utilise un solvant organique (solvent dip processing); non seulement ce procédé diminue la qualité du produit final (il y a de la porosité causée par le solvant résiduel), mais en plus, les déchets produits sont mauvais pour l’environnement.

« En utilisant la méthode hot-melt, qui n’est utilisée qu’au Japon, aux États-Unis et dans certains pays d’Europe, on a réussi à produire des pièces de meilleure qualité et plus propres pour l’environnement. C’était une belle victoire pour nous. Et je salue la vision de Luc Tremblay, qui a accepté d’embarquer dans cette aventure et de nous faire confiance », se réjouit Bendaoud Nohair. 

Chez Fibrotek Matériaux Avancés, ce projet a généré de gros investissements : en plus des coûts liés à la recherche et à la formation des employés, une machine pour tisser les fibres de carbone a été acquise au coût de 1,5 million de dollars.

Deux ans plus tard, les preuves sont faites, conclut Luc Tremblay :

 « On sait aujourd’hui, après l’avoir testée maintes et maintes fois, qu’on a la bonne recette, qu’on tient la bonne résine. On l’utilise déjà pour notre production à l’interne. La prochaine étape, c’est la commercialisation. »

Cette association a eu de belles retombées. Lorsque l’achat de matières premières devient problématique à l’international à cause de conflits armés ou de problèmes dans la chaîne d’approvisionnement, il devient judicieux de concevoir nos propres produits locaux, surtout lorsqu’on sait que nos coûts d’électricité sont faibles. Quand on ajoute à ceci le fait que cette électricité provient d’une source renouvelable et que le procédé hot-melt ne produit pas de déchets organiques, c’est tout le monde qui y gagne.

Voici la machine pour la procédure de la fusion à chaud (hot-melt) achetée par Fibrotek pour ce projet.

Machine 1

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