Les composites hybrides à base de chanvre ouvrent des perspectives pour l’industrie manufacturière

Des fibres de chanvre et de verre réunies dans de nouveaux composites en nylon

Le chanvre industriel n’a pas besoin de remplacer tous les matériaux synthétiques pour trouver une place importante dans l’industrie manufacturière. Parfois, la solution la plus pratique consiste à aider un matériau déjà bien établi à remplir sa fonction avec une moindre proportion de renfort conventionnel.

Une nouvelle étude canadienne¹ explore cette possibilité en associant des fibres de chanvre traitées et des fibres de verre dans du nylon 6, un plastique technique largement utilisé. Des chercheurs de l’Université de Moncton et de l’Université Mount Allison ont produit plusieurs formulations, montrant comment la modification du mélange de fibres influe sur la rigidité, la résistance, le comportement à l’humidité et la structure interne.

Les résultats étayent une proposition prometteuse, mais bien précise : le chanvre peut entrer dans la composition de composites hybrides utiles, à condition que les fabricants comprennent les compromis à faire. Le matériau le plus résistant contenait toujours uniquement du verre. L’enjeu consiste à repérer les applications où une partie du verre peut être remplacée tout en permettant au composant fini de continuer à répondre aux exigences auxquelles il est soumis.

Comment les fibres de chanvre s’intègrent à un plastique technique

Un composite associe des matériaux qui remplissent des fonctions différentes. Dans le cas présent, le nylon forme le corps continu, appelé matrice, tandis que les fibres le renforcent. On peut voir la matrice comme un élément qui maintient l’ensemble et transmet les forces entre les fibres de renfort.

Les chercheurs ont utilisé du poly-ε-caprolactame, également appelé nylon 6. Au lieu de mélanger les fibres à un plastique déjà fabriqué, ils ont formé le polymère autour du renfort au moyen d’une réaction chimique dans un moule chauffé.

Cette distinction est importante, car un liquide relativement fluide peut pénétrer plus facilement dans les couches de fibres qu’une masse de polymère fondue et épaisse. Une meilleure pénétration permet un contact plus étroit entre les fibres et le plastique qui les entoure.

Avant le moulage, le chanvre a subi un traitement alcalin afin d’éliminer une partie des matières non cellulosiques et de préparer sa surface. Les deux types de fibres ont été séchés pendant la nuit pour éliminer l’humidité susceptible de perturber la formation du polymère. Le moulage a ensuite duré 60 minutes à 170 °C sous pression.

Ces étapes montrent que le chanvre industriel ne se résume pas au remplacement d’une culture par une autre. Sa valeur pour la fabrication dépend de la transformation de la matière végétale en renfort, avec une surface, un taux d’humidité et un comportement à la mise en œuvre maîtrisés.

Résultats de l’étude sur les composites de chanvre et de verre

Toutes les formulations renforcées contenaient au total 25 % de fibres en masse. Les chercheurs ont fait varier la proportion de chanvre et de verre dans ce renfort afin de comparer différents mélanges au nylon non renforcé.

Le tableau ci-dessous présente certains résultats de l’article. Le module de traction mesure la rigidité, c’est-à-dire la résistance à l’étirement. La résistance à la traction mesure la contrainte qu’un matériau peut supporter avant de rompre. Une rigidité supérieure ne signifie pas nécessairement une résistance ou une ténacité supérieure.

La formulation contenant 5 % de chanvre et 20 % de verre a atteint une rigidité supérieure d’environ 140 % à celle du nylon non renforcé. Cette amélioration est toutefois attribuable à la formulation combinée, et non au chanvre seul.

En effet, le renfort composé uniquement de chanvre n’a entraîné qu’une modeste hausse de la rigidité, d’environ 10 %, qui n’était pas statistiquement significative. Sa résistance moyenne à la traction était également inférieure à celle de la matrice non renforcée. Le renfort composé uniquement de verre a donné les valeurs de rigidité et de résistance les plus élevées.

Une autre distinction mérite d’être soulignée : remplacer cinq points de pourcentage de verre dans la formulation contenant 25 % de verre revient à remplacer un cinquième de la masse de ses fibres de renfort. Cela peut sembler considérable, mais le chanvre ne représente toujours que 5 % du composite dans son ensemble. Une description exacte doit tenir compte de ces deux perspectives.

Pourquoi le remplacement partiel des fibres de verre pourrait compter

Les fabricants n’ont que rarement besoin du matériau le plus résistant qui soit pour chaque composant. Ils ont besoin d’un matériau qui réponde à une combinaison précise d’exigences mécaniques, dimensionnelles, environnementales et économiques.

Un boîtier ou un panneau intérieur peut répondre à des priorités différentes de celles d’un composant structurel soumis à de fortes charges. Si une formulation hybride atteint les seuils requis, conserver une résistance supérieure à ces seuils peut avoir moins de valeur que la réalisation d’un autre objectif de conception.

Cela ouvre une voie concrète pour le chanvre : viser des composants adaptés plutôt que prétendre à une supériorité universelle sur la fibre de verre. MyCannabis a déjà consacré des articles à des travaux connexes sur les composites de chanvre destinés aux machines agricoles, qui illustrent l’importance d’adapter les propriétés des matériaux à l’usage prévu.

Toutefois, cette étude canadienne n’a pas porté sur la fabrication et la qualification de composants automobiles ou aéronautiques. Ces secteurs sont des débouchés potentiels relevés par les auteurs, et non des marchés démontrés pour les formulations testées.

L’architecture des fibres compte autant que leur nature

Un enseignement particulièrement précieux concerne la disposition des fibres. Le renfort de verre était un tissu tissé, tandis que le chanvre était constitué de longues fibres libériennes non tissées et orientées aléatoirement.

Par conséquent, les résultats ne permettent pas de distinguer l’effet de la chimie végétale de celui de l’architecture du renfort. Un réseau tissé organisé transfère les charges différemment d’un mat aléatoire. Comparer les deux est utile pour évaluer ces matériaux précis, mais ne permet pas d’établir un classement universel des performances de tous les composites de chanvre et de verre.

Les chercheurs ont également constaté une teneur en vides nettement plus élevée dans le composite composé uniquement de chanvre, soit environ 16,37 %, contre 0,20 % dans le matériau composé uniquement de verre. Ces espaces internes peuvent affaiblir le transfert des charges et créer des voies de pénétration de l’eau.

Pour les transformateurs de chanvre, la perspective est encourageante : améliorer l’organisation des fibres et réduire les défauts de fabrication pourraient constituer d’importants axes de développement. Cela ne garantit pas de meilleurs résultats, mais fait ressortir des questions concrètes qui vont au-delà du simple ajout de chanvre.

Des articles connexes de MyCannabis sur la préparation des fibres de chanvre et les performances des biocomposites soulignent également l’influence que les choix de culture et de transformation peuvent avoir sur le matériau fini.

La maîtrise de l’humidité est essentielle au développement commercial

Les fibres naturelles absorbent l’eau, et le nylon lui-même absorbe également l’humidité. L’étude a montré que l’absorption d’eau variait selon la formulation, les matériaux riches en chanvre étant confrontés à des difficultés liées à la porosité et aux caractéristiques des fibres.

La gestion de l’humidité intervient donc à deux étapes : d’abord pendant la fabrication, où l’eau peut perturber la réaction, puis en service, lorsqu’un composant est exposé à l’humidité ambiante ou à de l’eau liquide.

Avant qu’un fabricant puisse spécifier ces matériaux en toute confiance, le prochain programme de développement devrait porter sur les points suivants :

• La durabilité à long terme en cas de variations d’humidité et de température.
• La résistance à la fatigue sous des charges répétées.
• La constance de la qualité des fibres et une production présentant peu de défauts.

L’article cite la durabilité, la fatigue et le vieillissement environnemental parmi les priorités des recherches futures. Pour éclairer les décisions commerciales, ces essais permettraient de déterminer si les performances obtenues en laboratoire se maintiennent pendant toute la durée de vie en service d’un composant.

Une teneur renouvelable doit s’accompagner d’avantages environnementaux mesurables

L’origine renouvelable du chanvre le rend attrayant, mais l’incorporation d’une fibre végétale ne rend pas automatiquement le composite dans son ensemble biodégradable, recyclable ou moins émetteur de carbone.

Ce matériau contient toujours une matrice de nylon et, dans les formulations hybrides, des fibres de verre. Ses performances environnementales dépendraient de l’agriculture, du traitement des fibres, du séchage, de l’énergie nécessaire à la fabrication, de la durée de vie en service et de la mise au rebut ou de la valorisation.

L’article canadien ne présente ni analyse du cycle de vie ni analyse des coûts commerciaux. Son potentiel en matière de durabilité et d’économie doit donc être présenté comme une question à valider.

D’autres programmes de recherche montrent comment cette validation peut se développer. Un compte rendu de septembre 2026 sur le projet SSUCHY décrit des démonstrateurs à base de chanvre, notamment des panneaux pour véhicules, un panneau d’intérieur d’avion et une structure de haut-parleur, ainsi que des analyses du cycle de vie adaptées à chaque application. Il s’agit de systèmes matériels différents ; leurs résultats environnementaux ne peuvent donc pas être transposés à la formulation à base de nylon.

De même, des recherches récentes sur des composites à base de fibres de chanvre, d’ananas et de verre étudient une autre voie hybride susceptible de servir à la fabrication de panneaux automobiles. Ensemble, ces travaux dessinent une orientation de recherche plus large : ajuster les combinaisons de renforts à des applications précises, puis évaluer le produit dans son ensemble.

L’opportunité industrielle du chanvre repose sur des spécifications précises

La principale conclusion est que le chanvre industriel peut gagner en valeur lorsqu’il est commercialisé sur la base de spécifications techniques plutôt que de promesses générales en matière de durabilité. Les acheteurs ont besoin de dimensions de fibres prévisibles, d’une teneur en humidité maîtrisée, d’une qualité de surface constante et d’une régularité des livraisons.

L’étude canadienne apporte à cette démarche une méthode de transformation intéressante et un ensemble de données comparatives. Elle montre à la fois les domaines dans lesquels le renfort hybride donne de bons résultats et les points à améliorer dans les formulations riches en chanvre.

Pour l’industrie du chanvre, les progrès pourraient se faire composant par composant. Un matériau n’a pas besoin de surpasser le verre dans tous les essais pour trouver sa place dans la fabrication. Il lui faut une fonction bien définie, des performances reproductibles et des preuves que ses avantages se maintiennent au-delà du laboratoire.

Références :

¹ Ben Hamou, K., Yobouet, L. B., Doiron, P.-A., Brüning, R., Robichaud, J., LaPlante, G., Thibault, M.-H., & Djaoued, Y. (2026). Étude de la mise en œuvre réactive de composites hybrides de poly-ε-caproamide anionique renforcés par des fibres de verre et de chanvre. Industrial Crops and Products, 253, 124584. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124584