Brevet FR3097225A1 — publié le 20201218

Description Titre de l'invention : pièce intérieure de véhicule automobile intégrant des composants biosourcés [0001] La présente invention s'inscrit dans le cadre des polymères issus de de la technique dite du « compounda2e » de différentes matières dont des matières naturelles. [0002] Elle s'inscrit dans un contexte actuel économique, démographique et environ- nemental. [0003] Dans les dernières années, plusieurs signaux forts ont été observés tant au niveau des citoyens que des puissances économiques. Des constats alarmants ont provoqué une prise dc conscience mondiale. L'attention particulière portée à notre planète se généralise ainsi. [0004] Des notions de durabilité, d'économie circulaire, d'ACV (analyse dc cycle de vie), de recyclage, de traçabilité des matériaux, etc., viennent s'ajouter aux qualités de performance et esthétiques requises des matériaux. La tendance actuelle est à une façon de créer et produire plus responsable tout en satisfaisant une qualité perçue satisfaisante pour les plus exigeants. [0005] La volonté de limiter l'empreinte dc l'homme nous emmène au retour d'une économie locale, plus responsable en circuit court avec une volonté de produire 0% dc déchets. [0006] Le problème posé dans le cadre de la présente invention concerne le défi relatif aux surfaces dc demain et consiste à accompagner les mutations dc la mobilité en absorbant les contraintes économiques et écologiques afin de créer un cercle vertueux du choix des matériaux de départ (aussi appelé « sourcing ») à l'ennoblissement. [0007] A titre d'exemple non limitatif, on peut citer les enjeux d'une ville comme celle dc Paris: [0008] 1 Végétalisation de Paris : on anticipe une densification de la population dans la région parisienne qui va s'accompagner d'une volonté de « ramener dc la nature » dans la ville afin d'assainir la qualité dc Pair notamment. Cela va par conséquent impliquer une quantité accrue dc déchets verts à traiter de façon locale. L'idée principale est de revaloriser des déchets qui sont normalement incinérés afin de les promouvoir au rang d'éléments décoratifs à fort caractère identitaire. [0009] 2 Chantier du Grand Paris Express : c'est l'origine du plus gros tonnage de déchets à traiter dans les années à venir, selon l'organisme Paprec. Du fait, par exemple, des chantiers liés au RER, TER, les BTP, etc., une quantité importante de terres à « recycler » est générée. Les terres argileuses, normalement ré-enfouies, vont désormais devenir une ressource à part entière et une véritable inspiration pour les 2 matériaux de la future mobilité : la gamme de couleurs est directement issue d'un contre typage des différentes typologies de terres locales. Revalorisées elles seront ainsi utilisées en pigments pour teinter les matières plastiques dites « bio » ou les peintures. La couleur obtenue crée un effet de rassemblement, elle est locale, authentique et issue de la nature de proximité. [0010] La terre battue entre également en ligne de compte dans ce contexte. [0011] La présente invention consiste en une pièce intérieure de véhicule réalisée par injection dans un moule, d'un polymère consistant en un mélange d'une résine thermoplastique, d'additifs minéraux (terres) et d'additifs végétaux (déchets végétaux), cette pièce comportant un aspect original, constitué d'un fond blanc ou translucide, où se diffuse la teinte des particules de terre, parsemé de particules végétales. [0012] Les additifs minéraux sont issus de terres à recycler; ce sont par exemple les terres argileuses recyclées de Paris et des terres battues. [0013] Ces terres sont séchées, tamisées ; puis il y a séparation des indésirables de ces terres ; elles vont donner la teinte de fond de la pièce. [0014] Les additifs végétaux sont des déchets issus des coupes, des tailles, des tontes et autres déchets verts des villes. Ils sont séchés, broyés, micronisés, et tamisés ; ils vont donner un aspect moucheté. [0015] La résine thermoplastique est par exemple du polypropylène (PP) ou du PHA biosourcé (c'est-à-dire non issu du pétrole, comme par exemple issu des ressources céréalières / de la filière du sucre, etc.), vierge, donc translucide ou blanc. [0016] Les polyhydroxyalcanoates ou PHAs sont des polyesters biodégradables produits na- turellement par fermentation bactérienne de sucres ou de lipides. [0017] On obtient ainsi une pièce avec un aspect original, constitué d'un fond blanc ou translucide, où se diffuse la teinte des particules de terre, parsemé de particules végétales. [0018] On peut réaliser dans un premier temps des lots principaux ou « masterbatchs » par la technique connue sous la dénomination anglo-saxonne de « compoundage » concentrés à 20-30 % de charge, à l'aide d'une extrudeuse bi-vis de type TSA de 21 mm (mise en configuration de la machine, tarage et choix des doseurs, étuvage dudit compound produit et nettoyage de la machine et des périphériques). [0019] On obtient ainsi des granulés de masterbatch que l'on peut mélanger, lors de l'injection des pièces à la résine thermoplastique vierge (translucide). [0020] Des essais ont été réalisés avec une teneur allant de 0,1 % à 20 % en poids (masse) de masterbatch mélangé à la résine thermoplastique, soit une teneur en charge en poids (masse) allant de 4 % à 6 %. [0021] Des résultats esthétiques particulièrement intéressants ont été obtenus en supprimant l'étape du « compounding », donc en mettant la charge micronisée puis tamisée di- 3 rectement dans la presse d'injection avec les granulés de thermoplastique (PP/PHA). [0022] On obtient ainsi des charges végétales plus visibles, c'est-à-dire des particules plus grosses. [0023] Exemples de mélanges réalisés : [0024] Tous les pourcentages sont massiques et se rapportent à la niasse totale de résine(s) mises en oeuvre. Une charge en éléments naturels de 2 %, par exemple, signifie que 200 g de charge ont été ajoutés à 10 kg de résine(s). [0025] A) Essais avec une matrice PHA [0026] Il a été réalisé un panel complet de variations de pourcentages massiques d'éléments naturels mélangés au PHA, et les différentes combinaisons ainsi obtenues ont été testées. [0027] - Argile Bleue AB 20 % - 5 % - 3,5 % - 2,5 % - 1 % [0028] - Argile Verte A V 10 % - 7,5 % - 5 % - 3,5 % - 2,5 % [0029] - Argile Rose AR 10 % - S % - 3,5 % - 2,5 % - 1,5 % [0030] - Bois de taille 20% - 1 % [0031] - Herbe 20 % - 1 % - 0,5 % - 0,1 % [0032] - Pétales de rose 20 % - 1 % [0033] - Feuilles Jaunes FJ 5 % - 1 % [0034] - Fleurs Oranges FO 5 % - 1 % [0035] - Feuilles Marrons FAIS % - 1 % [0036] B) Essais avec une matrice PP 11 a été réalisé un panel complet de variations de pourcentages massiques d'éléments naturels mélangés au PP, et les différentes combinaisons ainsi obtenues ont également été testées. [0037] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Fleurs Oranges F00,1 % [0038] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Fleurs Oranges FO 0,3 % [0039] - PP + Argile Bleue AB 1% + Fleurs Oranges FO 0,5 % [0040] - PP + Argile Bleue AB 1% + Feuilles Jaunes FJ 0,1 % [0041] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Feuilles Jaunes FJ 0,2 % [0042] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Feuilles Jaunes FJ 0,5 % [0043] - PP + Feuilles Jaunes FJ 1 % [0044] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Herbe composite 0,1 % [0045] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Herbe composite 0,2 % [0046] - PP + Argile Bleue AB 1 % + Herbe composite 0,5 % + Feuilles Jaunes FJ 5 % [0047] - PP + Argile Bleue AB 1% + Fleurs Oranges FO 1 % [0048] - PP + Argile Bleue AB 1% + Fleurs Oranges FO 5 % [0049] - PP + Argile Rose AR 1 + Fleurs Oranges FO 1 % [0050] - PP + Argile Rose AR 1% + Pétales de rose 1 % [0051] - PP + Argile Rose AR 1,5 % [0052] - PP + Argile Rose AR 1,5 % + Herbe composite 0,2 % [0053] - PP + Argile Bleue AB 3,5 % [0054] - PP + Argile Bleue AB 3,5 % + Pétales de rose 1 % [0055] - PP + Herbe compound 0,1 % [0056] - PP + Fleurs Oranges FO 1 % [0057] - PP + Feuilles Marrons FM 1 % [0058] - PP + Argile Verte A V 7,5% + Pétales de rose 1 % [0059] - PP + Argile Verte A V 5% + Fleurs jaunes FN 0,2 % [0060] - PP + Argile Verte A V 7,5% + Feuilles marrons FM 0,1 % [0061] Conclusion : Tous les différents mélanges réalisés ont été testés et ont donné lieu à la réalisation de pièces injectées selon l'invention ayant des aspects spécifiques originaux et donnant satisfaction. [0062] En résumé et dans une version simplifiée, la présente invention porte donc sur un produit innovant, constitué en une pièce intérieure de véhicule réalisée par injection d'un polymère consistant en un mélange d'une résine thermoplastique, d'additifs minéraux (terres) et d'additifs végétaux (déchets végétaux), cette pièce comportant un aspect particulier et original, constitué d'un fond blanc ou translucide, où se diffuse la teinte des particules de terre, qui donne un fond uni parsemé de particules végétales. L'aspect esthétique prend ici le pas sur les performances mécaniques et l'invention porte plutôt sur la présence d'additifs esthétiques que de charges (teneur plus importante), ce en prévoyant : un mélange coexistant de déchets végétaux et de terre de teneur préférentielle inférieure à 10 % en poids (additifs et non charges) le mélange se fait à froid se faisant préférentiellement dans un extrudeur ou directement dans une presse à injecter standards. [0063] L'invention sera encore mieux comprise, grâce aux compléments d'information ci- après, qui se rapportent à des modes de réalisation préférés, donné à titre d'exemples non limitatifs. [0064] Dans un premier mode de réalisation, les charges sont amenées à une extrudeuse bi- vis standard pour obtenir à sa sortie des granulés dits de « masterbatch ». Dans ce premier procédé, la charge minérale ou assimilée (par exemple composée de terres) et la charge végétale (par exemple composée de déchets végétaux) suivent des voies séparées dans lesquelles ces matières brutes sont successivement séchées, broyées, micronisées, tamisées, et soumises à une opération de séparation des indésirables. Les deux charges ainsi traitées et rassemblées sont introduites à hauteur d'environ 20 % 30 % en poids (masse) dans l'extrudeuse précitée avec un complément à 100 % soit environ 70 % à 80 % en poids (masse) de granulés de polypropylène ou de PHA bio- source° qui est également ajouté dans la trémie de ladite extrudeuse. A la sortie de cette dernière, on récupère les granulés précités. [0065] Ces granulés sont ensuite additionnés de polypropylène ou de PHA bio-sourcée dans la trémie d'une presse à injection pour fabriquer la pièce moulée désirée. La teneur finale et totale en charges dans la pièce fabriquée ne dépasser pas les 10 % en poids (niasse). [0066] Dans un second mode de réalisation également envisageable, les deux charges susvisées sont introduites en même temps, après micronisation, avec des granulés de polymères (polypropylène ou PHA biosourcéc) à froid dans la trémie d'une extrudeuse classique et l'ensemble du mélange est chauffé progressivement de 160 °C à 180 °C par paliers de 5 °C, ceci afin d'éviter d'endommager la qualité esthétique des additifs. [0067] Le mélange réalisé à froid peut aussi se faire directement dans la presse à injecter. [0068] En tout état de cause, la teneur totale en charges (minérale + végétale) dans la pièce finale est toujours inférieure à 10% en poids (masse). [0069] Grâce à l'invention, on obtient une pièce avec un aspect original, constituée d'un fond blanc ou translucide où se diffuse la teinte des particules de terre, parsemé de particules végétales directement visibles par l'utilisateur à la surface de ladite pièce. [0070] Avantageusement, un dépôt, par exemple par pulvérisation ou un surmoulage par une couche transparente en PP transparent ou en PU transparent peut être réalisé sur ladite pièce, par exemple à des fins de protection ou pour réaliser des pièces plus épaisses, plus rigides ou solides, par exemple. Comme épaisseur on peut prévoir à titre d'exemple, quelques microns à quelques millimètres pour cette surcouche. [0071] La présente invention a donc pour objet une pièce intérieure de véhicule, en par- ticulier de véhicule automobile, obtenue par injection d'un polymère, caractérisée en ce que ladite pièce est constituée majoritairement en une résine thermoplastique vierge transparente, translucide ou blanche, d'au moins une charge minérale et d'au moins une charge végétale, lesdits constituants conférant un fond uni blanc ou translucide, voire transparent à ladite pièce dans lequel se diffuse la teinte de la charge minérale et parsemé de particules issues de ladite au moins une charge végétale. [0072] Avantageusement, ladite pièce selon l'invention est caractérisée en ce que la résine thermoplastique vierge est une résine ou un mélange de résines biosourcées ou majoritairement biosourcées, et de préférence choisie dans le groupe formé par les polyesters, en particulier les polyhydroxyalcanoates (PHA) ou leurs dérivés, les polypropylènes (PP) ou leurs dérivés et les polyéthylènes (PE) ou leurs dérivés. [0073] De façon particulièrement intéressante, ladite pièce est encore caractérisée en ce que la ou les résines sont biodégradables. Ceci réduit encore l'impact environnemental, notamment en facilitant l'élimination des déchets autre que par compostage ou méthanisation. 6 [0074] Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la ou les résines sont issues de la fermentation bactérienne de sucres ou de lipides. Cette filière produit des résines particulières adaptées et écologiques. [0075] Selon une autre caractéristique, la pièce selon l'invention est caractérisée en ce que la quantité de résine(s) dans la pièce finie est supérieure à 90 % en poids. Lors de la fabrication de granulés intermédiaires, la teneur en résine(s) dans ces derniers est de préférence comprise entre 70 % et 80 % en poids. [0076] De plus, la pièce selon la présente invention est encore caractérisée en ce que la charge minérale est constituée de terres à recycler, notamment de terres argileuses et/ ou de terres battues, séchées et/ou tamisées et/ou broyés et micronisécs en particules. [0077] En outre, la charge végétale de la pièce selon la présente invention est constituée de végétaux, de préférence de déchets végétaux séchés, broyés, micronisés et tamisés et plus préférentiellement de déchets végétaux issus des coupes, tailles, abattages, tontes ou similaire. [0078] Avantageusement, la pièce intérieure selon l'invention est encore caractérisée en cc qu'elle est obtenue exclusivement à partir de(s) résine(s) et que l'ensemble des charges minérales et végétales représente au plus 10% en poids du mélange destiné à former ladite pièce à l'exclusion de tout autre additif. [0079] Selon un autre aspect, ladite pièce selon l'invention est caractérisée en ce que la charge minérale représente entre 1 % et 7,5 % en poids du mélange destiné à former ladite pièce. Parallèlement, la charge végétale susmentionnée représente entre 0,1 % et 5 % en poids du mélange destiné à former ladite pièce. [0080] Selon un mode de réalisation particulier, la pièce selon la présente invention est également caractérisée en ce qu'elle présente au moins une couche externe transparente ou pour le moins translucide supplémentaire, en particulier au moins une couche de protection appliquée de préférence par dépôt, par exemple par pulvérisation ou par surmoulage et réalisée, ou majoritairement réalisée, en une matière plastique transparente ou pour le moins translucide, de préférence en une matière plastique constituée, ou majoritairement constituée, de polypropylène ou de polyuréthane. [0081] Enfin, la présente invention a également et naturellement pour objet un véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce intérieure réalisée selon l'invention. [0082] En résumé et dans une version simplifiée, la présente invention porte donc sur un produit innovant, constitué en une pièce intérieure de véhicule réalisée par injection d'un polymère consistant en un mélange d'une résine thermoplastique, d'additifs minéraux (terres) et d'additifs végétaux (déchets végétaux), cette pièce comportant un aspect particulier et original, constitué d'un fond blanc ou translucide, où se diffuse la teinte des particules de terre, qui donne un fond uni parsemé de particules végétales. 7 L'aspect esthétique prend ici le pas sur les performances mécaniques et l'invention porte plutôt sur la présence d'additifs esthétiques que de charges (teneur plus importante), ce en prévoyant: un mélange coexistant de déchets végétaux et de terre ; de teneur préférentielle inférieure à 10% en poids ; et que le mélange se fait à froid se faisant préférentiellement dans un extrudcur conventionnel ou directement dans une presse à injecter classique. [0083] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Des mo- difications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. 8 REVENDICATIONS[Revendication I] Pièce intérieure de véhicule, en particulier de véhicule automobile, obtenue par injection d'un polymère, caractérisée en ce que ladite pièce est constituée majoritairement en une résine thermoplastique vierge transparente, translucide ou blanche, d'au moins une charge minérale et d'au moins une charge végétale, lesdits constituants conférant un fond uni blanc ou translucide, voire transparent à ladite pièce dans lequel se diffuse la teinte de la charge minérale et parsemé de particules issues de ladite au moins une charge végétale. [Revendication 2] Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine thermo- plastique vierge est une résine ou un mélange de résines biosourcées ou majoritairement biosourcées, et de préférence choisie dans le groupe formé par les polyesters, en particulier les polyhydroxyalcanoates (PHA) ou leurs dérivés, les polypropylènes (PP) ou leurs détivés et les polyéthylènes (PE) ou leurs dérivés. [Revendication 3] Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que la ou les résines sont biodégradables. [Revendication 4] Pièce selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la ou les résines sont issues de la fermentation bactérienne de sucres ou de lipides. [Revendication 5] Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la quantité de résine( s) dans la pièce finie est supérieure à 90 % en poids. [Revendication 6] Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la charge minérale est constituée de terres à recycler, notamment de terres argileuses et/ou de terres battues, séchées et/ou tamisées et/ou broyés et micronisées en particules. [Revendication 7] Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la charge végétale est constituée de végétaux, de préférence de déchets végétaux séchés, broyés, micronisés et tamisés et plus préférentiellement de déchets végétaux issus des coupes, tailles, abattages, tontes ou similaire. [Revendication 8] Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est obtenue exclusivement. à partir de(s) résine(s) et de charge(s) minérale et végétale et que l'ensemble des charges minérales et végétales représente au plus 10 % en poids de ladite pièce à l'exclusion de tout autre additif 9 [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la charge minérale représente entre 1 % et 7,5 % en poids du mélange destiné à former ladite pièce. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la charge végétale représente entre 0,1 % et 5 % en poids du mélange destiné à former ladite pièce. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle présente au moins une couche externe transparente ou pour le moins translucide supplémentaire, en particulier au moins une couche de protection appliquée de préférence par dépôt, par exemple par pulvérisation ou par surmoulage et réalisée, ou majoritairement réalisée, en une matière plastique transparente ou pour le moins translucide, de préférence en une matière plastique constituée, ou majoritairemcnt constituée, de polypropylène ou de polyuréthane. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en cc qu'il comporte au moins une pièce intérieure réalisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.