TÉMOIGNAGE D'UN CLIENT
Rhéologie, innovation et collaboration régionale : les moteurs de l'avenir des bioplastiques et des matériaux recyclés
Comment la recherche, l'enseignement, l'industrie et la caractérisation avancée des matériaux peuvent-ils collaborer pour accélérer le développement de polymères plus durables ? Dans la région Auvergne-Rhône-Alpes, la société Green Business and Consulting, le Lycée technique Jean Zay, l’INP de Clermont-Auvergne et l’ NETZSCH, ont uni leurs forces pour créer une plateforme collaborative axée sur les bioplastiques, les matériaux recyclés et la transformation des plastiques. Au cœur de cette coopération se trouve la rhéologie, qui fait le lien entre la compréhension fondamentale des matériaux et les conditions réelles de transformation industrielle.
Dans ce témoignage client, Laurent Massacrier, président de Green Business and Consulting Company, explique comment une expertise complémentaire et des techniques avancées de rhéométrie rotative et capillaire contribuent au développement de polymères durables de nouvelle génération.
“Grâce au rhéomètre capillaire RH7 de pointe proposé par NETZSCH, nous sommes en mesure de générer des données rhéologiques précises destinées aux logiciels de simulation et de contribuer au développement de moules afin d'étudier l'injection de biopolymères dans des conditions réelles de transformation, ce qui permet d'anticiper et de prévenir les difficultés industrielles.”
Relever les défis du développement durable grâce à la science des matériaux
Dans un contexte industriel et réglementaire en constante évolution, une compréhension approfondie des matériaux polymères est devenue un moteur essentiel de l’innovation. Alors que les industries s’efforcent d’atteindre des objectifs ambitieux en matière de développement durable, d’économie circulaire et de performance, la caractérisation avancée des matériaux joue un rôle de plus en plus stratégique.
Dans cette optique, Green Business and Consulting Company,, une entreprise spécialisée dans le développement de solutions écoresponsables, notamment les biomatériaux et les bioplastiques (d'origine biologique et/ou biodégradables), mais aussi les plastiques recyclés, a lancé une collaboration technique et scientifique unique en son genre au sein de la région Auvergne-Rhône-Alpes.
Cette initiative rassemble quatre partenaires dont les expertises complémentaires créent un puissant écosystème d’innovation :
- Green Business and Consulting Company, spécialiste des bioplastiques et de leur développement, dotée d’une solide expertise en éco-conception et en ACV
- Le Lycée technique Jean Zay (à Thiers), centre d’excellence reconnu dans l’enseignement et la formation technique en matière de transformation des plastiques ;
- l’INP de Clermont-Auvergne, un institut d’ingénierie de premier plan alliant une recherche de niveau mondial au transfert d’innovation industrielle ;
- NETZSCH, leader mondial des technologies avancées d’essais rhéologiques.
Unis par une expertise commune : la rhéologie
Au cœur de cette collaboration se trouve la rhéologie, la science de l'écoulement et de la déformation des matériaux. La rhéologie constitue le lien essentiel entre la recherche universitaire et les applications industrielles, en fournissant des informations cruciales sur le comportement des systèmes polymères complexes.
Cette expertise revêt une importance particulière pour les matériaux émergents tels que les bioplastiques et les polymères recyclés, dont les propriétés physiques et chimiques peuvent varier considérablement en fonction de leur composition, de leur microstructure et des conditions de transformation.
L’importance d’une caractérisation avancée est encore renforcée par les exigences à venir du règlement européen sur les emballages et les déchets d’emballages (PPWR), qui est entré en vigueur en août 2026 et qui impose des obligations plus strictes concernant l’utilisation de matériaux recyclés et durables dans les emballages au cours des prochaines années.
Pour relever ces défis, les partenaires ont uni leurs forces dans les domaines de l'enseignement, de la recherche, de l'innovation en matière de matériaux et de la métrologie, créant ainsi une plateforme collaborative capable d'accélérer le développement de polymères durables de nouvelle génération.
Instrumentation de pointe : au service de la connaissance et de la performance
NETZSCH Rhéomètre rotatif Kinexus Prime Pro+
L’expertise scientifique en rhéométrie rotationnelle, développée par l’équipe de recherche du groupe GePEB de l’Institut Pascal, est mise à profit par le biais de la plateforme de transfert de technologie Gen’Mat de Polytech Clermont (INP de Clermont-Auvergne), dirigée par Fabrice Audonnet. Acquis dans le cadre du programme de financement AMI CMA « Académie des Mobilités » destiné à soutenir la formation en ingénierie, ces instruments sont utilisés pour la caractérisation avancée des matériaux et servent à la fois à la formation des étudiants en ingénierie du CA INP et à la recherche universitaire.
Équipé d'un four HTC Prime, le rhéomètre rotatif Kinexus Prime Pro+ d'NETZSCH fournit des informations fondamentales sur la structure et le comportement des matériaux dans des conditions de faible cisaillement. Le système permet de mesurer avec précision des propriétés essentielles telles que :
- la viscosité dynamique ;
- les modules viscoélastiques ;
- les transitions physiques, notamment le comportement à l'écoulement et l'élasticité.
Outil reconnu pour l’analyse rhéologique, il facilite la compréhension et le développement de formulations polymères avancées (cf. figure 1 concernant les propriétés liées au vieillissement).
NETZSCH Rhéomètre capillaire Rosand RH7 : un bond technologique majeur
L'acquisition du rhéomètre capillaire Rosand RH7 de l'NETZSCH (cf. figure 2), avec le soutien technique de Frédéric Fraisse, représente une avancée significative vers la reproduction de conditions réelles de transformation industrielle telles que l'extrusion et le moulage par injection.
Cet instrument permet de caractériser les principales propriétés à l'état fondu, notamment :
- la viscosité de cisaillement et d’extension dans des conditions de haute pression ;
- le comportement élastique et les profils d'écoulement sur une large gamme de vitesses de cisaillement (cf. figure 3) ;
- les propriétés pVT (pression-volume-température), essentielles pour modéliser la compressibilité et la dilatation thermique des matériaux.
Ces mesures fournissent des données extrêmement précises pour la simulation des procédés, la conception d'outils et la fabrication de pièces, ce qui permet en fin de compte d'améliorer la qualité des produits et de réduire les délais de développement.
“L'intégration du Kinexus Prime Pro+ et du Rosand RH7 au sein de la plateforme Gen'Mat fait le lien entre nos recherches fondamentales menées à l'Institut Pascal (GePEB) et leurs applications industrielles. Elle permet à nos étudiants en ingénierie de Polytech Clermont ainsi qu'à nos partenaires industriels d'accéder à des techniques de caractérisation de pointe, indispensables pour favoriser la transition vers des polymères durables.”
Des technologies complémentaires permettant une compréhension approfondie des matériaux
La combinaison de la rhéométrie rotationnelle et de la rhéométrie capillaire offre des capacités d'analyse étendues et complémentaires.
La rhéométrie rotationnelle est particulièrement utile pour étudier la réponse des matériaux à de faibles vitesses de déformation et pour déterminer leurs propriétés viscoélastiques.
La rhéométrie capillaire, en revanche, fournit des informations essentielles dans les conditions exigeantes rencontrées lors des processus industriels, où les matériaux sont exposés à des vitesses de cisaillement élevées et à des températures élevées.
Ensemble, ces technologies permettent une caractérisation rhéologique complète en reliant les propriétés fondamentales des matériaux, telles que la viscosité, l’élasticité et les transitions solide-liquide, aux paramètres clés du processus, notamment la pression, la température, le volume et la vitesse d’écoulement.
Pour les matériaux complexes tels que les biopolymères et les mélanges recyclés, dont les propriétés peuvent varier considérablement, cette approche intégrée offre un avantage scientifique majeur. Elle facilite l’optimisation des formulations, améliore la prévisibilité des procédés et favorise le transfert réussi des innovations du développement en laboratoire vers une production industrielle à l’ large.
Développer les compétences et favoriser le transfert de connaissances
L'échange mutuel d'expertise constitue l'un des piliers de ce partenariat.
NETZSCH propose des formations pratiques de haut niveau destinées au personnel enseignant et de recherche de l'Institut Pascal et de l'INP de Clermont-Auvergne, ainsi qu'aux équipes techniques de Green Business and Consulting Company. Le développement de ces compétences est essentiel pour exploiter pleinement la puissance analytique du Rosand RH7 et générer des données de haute qualité pour le développement des futures générations de polymères durables.
Parallèlement, le lycée technique Jean-Zay, sous la direction de David Bonnet, a apporté une contribution importante grâce à ses filières de transformation des matières plastiques et à ses équipements techniques, notamment dans le cadre du BTS EuroPlastics & Composites.
L’établissement a conçu et fabriqué un moule à écoulement en spirale (cf. figure 4), qui sera installé sur une presse à injection électrique ENGEL de 60 tonnes. Cet outil pédagogique et scientifique permettra aux étudiants et aux chercheurs de visualiser la relation directe entre la rhéologie des matériaux et les performances de transformation industrielle.
Son intégration dans les ateliers pratiques renforce le lien entre l’apprentissage académique et la réalité industrielle, tout en encourageant les futurs techniciens à s’intéresser aux matériaux durables et à l’innovation technologique.
Un modèle d'excellence régionale
Cette collaboration illustre parfaitement un modèle d'innovation global qui couvre l'ensemble de la chaîne de valeur, de la recherche fondamentale à l'application industrielle, en s'appuyant sur un enseignement technique de haut niveau.
En associant les capacités de recherche de l’INP de Clermont-Auvergne, l’expertise pédagogique du Lycée technique Jean-Zay, les technologies de pointe de NETZSCH, ainsi que la stratégie d’innovation axée sur le marché de Green Business and Consulting Company, la région Auvergne-Rhône-Alpes s’impose comme une référence en matière de coopération régionale réussie.
Ensemble, ces partenaires contribuent à façonner l'avenir de la transformation des plastiques : plus circulaire, plus technique et plus durable.
Merci pour cette collaboration fructueuse
Nous tenons à remercier sincèrement Laurent Massacrier, de la société Green Business and Consulting, Fabrice Audonnet, du groupe de recherche GePEB de l’Institut Pascal et de la plateforme Gen’Mat (Polytech Clermont, INP Clermont Auvergne), David Bonnet, du Lycée technique Jean Zay, ainsi que toutes les personnes impliquées dans cette collaboration pour leur confiance, leur expertise et leur engagement.
Nous sommes ravis de faire partie de ce solide partenariat régional et nous nous réjouissons de voir comment l’expertise combinée en rhéologie, en développement de matériaux, en recherche et en enseignement continuera à contribuer au développement de solutions polymères plus durables.