Taille du marché de la fibre de carbone, part et analyse de l’industrie, par précurseur (PAN et pas), par remorquage (grand remorquage et petit remorquage), par application (aviation, aérospatiale et défense, automobile, éoliennes, sports et loisirs, construction et autres ) et prévisions régionales, 2024-2032

La taille du marché mondial de la fibre de carbone était évaluée à 3,31 milliards USD en 2023 et devrait passer de 3,59 milliards USD en 2024 à 7,05 milliards USD d’ici 2032, avec un TCAC de 8,8 % au cours de la période de prévision. Le marché de la fibre de carbone aux États-Unis devrait connaître une croissance significative, pour atteindre une valeur estimée à 1,98 milliard de dollars d'ici 2032, sous l'effet de la demande croissante dans les secteurs de l'aviation, de l'aérospatiale et de la défense.

La fibre de carbone est constituée d'atomes de carbone d'un diamètre allant de cinq à dix micromètres. Elle est également connue sous le nom de fibre de graphite. Ces fibres ont une rigidité élevée, un rapport résistance/poids élevé, une faible dilatation thermique, une résistance à la traction élevée, une tolérance aux températures élevées et une résistance chimique plus élevée. Ces propriétés des fibres à base de carbone en ont fait un produit de choix dans les applications aérospatiales, automobiles, de défense, de construction, d'éoliennes et sportives. La demande croissante de véhicules automobiles et le besoin croissant de véhicules légers stimuleront la croissance du marché de la fibre de carbone. Le besoin de véhicules économes en carburant et les réglementations gouvernementales strictes concernant les émissions de carbone sont des facteurs clés affectant les perspectives de l’industrie.

L’épidémie de coronavirus a stoppé la plupart des entreprises de composites en raison du confinement à l’échelle nationale et de la fermeture partielle des usines, affectant négativement la croissance des produits. Pendant la pandémie de COVID-19, les constructeurs automobiles du monde entier ont été confrontés à de graves conséquences. Par exemple, GM, Ford et FCA ont suspendu leur activité de fabrication de pièces détachées aux États-Unis et les ont réaffectées à la production de COVID-19. dispositifs médicaux . Cependant, l’ouverture progressive des économies en 2021 a accru la demande pour ce produit pour différentes applications.

Tendances du marché de la fibre de carbone

Recherche axée sur la fabrication de produits à partir de matières premières non conventionnelles pour créer des opportunités de croissance lucratives  

Les partenaires industriels et les chercheurs mettent en œuvre des projets visant à convertir le goudron de houille, un sous-produit de la production de coke pour l'industrie sidérurgique, en fibre de carbone et en composites. Ce nouveau produit pourrait augmenter la valeur du brai de goudron de houille de cinq à 55 fois par rapport à sa valeur actuelle et trouver des applications dans les composites de faible poids et de haute rigidité.

En décembre 2020, le Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) du Département américain de l'énergie (DOE) et le Centre de recherche appliquée sur l'énergie de l'Université du Kentucky (CAER) ont conclu un partenariat stratégique pour environ 10 millions de dollars de projets, qui convertissent principalement le charbon en CF. et composite. Principalement, la recherche fera état des défis majeurs liés aux diverses matières premières de charbon, au traitement du charbon et à la fabrication de CF. Les CAER se concentreront sur la conversion de diverses matières premières de charbon en CF et en composites. Le rôle de l’ORNL sera de corréler la structure moléculaire du charbon. De tels développements accéléreront la production de fibre de carbone à faible coût, propulsant ainsi la croissance du marché.

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Facteurs de croissance du marché de la fibre de carbone

Utilisation croissante des produits dans l’industrie automobile pour stimuler la croissance du marché

La fibre de carbone est un matériau très léger et résistant, présentant un faible rapport poids/résistance. Il est cinq fois plus résistant que l’acier et deux fois plus rigide que l’acier. Il présente une résistance chimique supérieure à celle de l’acier. Ces propriétés du produit ont conduit à une augmentation de son utilisation dans l’industrie automobile pour fabriquer des véhicules légers et très durables.

La fibre de graphite augmente la durabilité de l'automobile et assure le long cycle de vie des pièces de carrosserie. La demande collective de fabrication de pièces de carrosserie automobile, telles que capots, toits, portes, couvercles de coffre, poutres de pare-chocs, favorise la consommation de produits. La consommation croissante de fibre de graphite composites dans les voitures de sport automobile et les véhicules de luxe est le moteur de la croissance du marché.

La fibre de carbone est un matériau avancé considéré comme une solution idéale répondant aux exigences des constructeurs automobiles. Les entreprises investissent dans la R&D et adoptent des stratégies pour innover de nouvelles méthodes permettant de réduire le poids total du véhicule grâce à l'utilisation de ces fibres. Le matériau a une densité aussi faible que 1,6 g/cc, ce qui en fait le matériau idéal pour fabriquer des pièces de carrosserie extrêmement légères pour automobiles. Un véhicule léger offre un meilleur rendement énergétique et une réduction de poids de 10 %, soit une économie de 6 à 8 % en carburant. Cela a abouti à une large utilisation du polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP) dans divers véhicules allant des cyclomoteurs aux supercars haut de gamme.

L’industrie automobile mondiale en plein essor et la demande croissante de véhicules légers alimentent la croissance du marché. L’augmentation du revenu disponible et la croissance de la jeune population créent une demande pour les véhicules individuels, notamment les véhicules électriques, ce qui a conduit plusieurs constructeurs à accroître leur production automobile. Par exemple, selon l’AIE (Agence internationale de l’énergie), les ventes de voitures électriques ont doublé pour atteindre 6,6 millions en 2021, et devraient encore augmenter prochainement.

Les constructeurs automobiles, tels qu'Audi, BMW, Honda, Polestar et General Motors, se concentrent sur la collaboration avec les principaux fabricants de matériaux composites en carbone pour une production à grande échelle et des investissements dans des processus permettant de prendre en charge des matériaux composites à faible coût. Par exemple, en mai 2019, General Motors a collaboré avec Teijin, une société japonaise de technologie de l’information, chimique et pharmaceutique, pour utiliser le CFRTP dans des véhicules de haute production, où le matériau est utilisé pour la production de masse. En outre, l’industrialisation croissante et le revenu disponible dans les économies en développement, comme la Chine, l’Inde et le Brésil, devraient stimuler de manière significative la croissance de l’industrie automobile. 

Demande croissante de produits de la part des industries de l’aviation, de l’aérospatiale et de la défense pour propulser la croissance du marché

La demande croissante de fibre de carbone dans les industries de l'aviation, de l'aérospatiale et de la défense est propulsée par ses propriétés uniques qui offrent un rapport résistance/poids, une résistance à la corrosion et une durabilité élevés. Dans l’industrie aéronautique, la légèreté du produit offre un meilleur rendement énergétique, ce qui entraîne une diminution des coûts opérationnels et des émissions. Dans l'aérospatiale, il est utilisé dans les composants structurels pour améliorer les performances et la sécurité. Le secteur de la défense s'appuie sur des fibres à base de carbone pour les blindages légers, la protection balistique et les armes avancées, améliorant ainsi la mobilité et la capacité de survie. De plus, les progrès technologiques en cours élargissent les applications de la fibre à base de carbone dans ces industries, stimulant ainsi la croissance du marché. Alors que ces secteurs privilégient l’efficacité, la performance et la durabilité, la polyvalence offerte par le produit va en faire un matériau crucial pour les innovations futures dans les secteurs de l’aviation, de l’aérospatiale et de la défense.

FACTEURS DE RETENUE

Coût élevé du produit pour entraver la croissance du marché

Les composites de carbone sont largement utilisés dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de la construction, du pétrole et du gaz et de l'énergie éolienne, en raison de leurs hautes performances et de leurs propriétés légères. Le processus de fabrication de la fibre de carbone est coûteux, ce qui augmente le prix global du produit.

Le coût du produit est un facteur limitant majeur, interdisant l’utilisation généralisée des composites de carbone dans diverses industries. Le coût du CF est directement lié au rendement et au coût du précurseur à partir duquel il est obtenu. Actuellement, les fibres de carbone à base de PAN et leur coût moyen de qualité non aérospatiale sont d'environ 21,5 dollars américains par kg, avec un rendement de conversion de seulement 50 %. Ces prix élevés rendent difficile l’entrée sur le marché des fabricants nationaux et à petite échelle, limitant ainsi la croissance du marché.

De plus, la libération de gaz nocifs et dangereux dans l'environnement lors de la fabrication de la fibre de graphite a entraîné la mise en œuvre de réglementations strictes concernant sa fabrication dans plusieurs pays développés et en développement tels que la Chine, l'Inde, les États-Unis, le Japon et le Brésil. Les gouvernements du monde entier renforcent encore ces réglementations, ce qui affecte la demande pour le produit et freine la croissance du marché.

Analyse de la segmentation du marché de la fibre de carbone

Par analyse des précurseurs

Le segment PAN détiendra la plus grande part de marché en raison de la forte demande des industries d'utilisation finale 

Selon le précurseur, le marché est segmenté en PAN (polyacrylonitrile) et brai. Le segment PAN détenait une part considérable du marché en 2023 et devrait dominer le marché dans un avenir proche, en raison de la demande croissante des industries d’utilisation finale. La demande plus élevée pour la fibre de graphite à base de PAN est attribuée à ses propriétés, notamment la rentabilité, le module élevé, la résistance à la traction élevée et la meilleure qualité de la fibre produite. La demande croissante de produits destinés aux applications de l’aérospatiale et de la défense, de l’automobile et des articles de sport devrait encore augmenter la part de ce segment.

Le segment basé sur le pitch pourrait afficher un taux de croissance significatif au cours de la période de prévision. Des propriétés telles qu'une faible résistivité électrique, un faible coefficient négatif, une conductivité thermique élevée et un module élevé le rendent adapté aux industries aérospatiale et sportive.

Par analyse de remorquage

Le segment des petits remorquages ​​dominera le marché en raison de l'adoption croissante dans l'industrie de l'aérospatiale et de la défense

Le marché est segmenté en petits remorquages ​​et grands remorquages ​​basés sur le remorquage. Le segment des petits câbles représentait la part la plus importante en 2023. Les petites fibres de câbles font référence aux mèches contenant 24 000 filaments ou moins. Ils sont largement utilisés dans l’industrie aérospatiale et de défense en raison de leur module élevé et de leur résistance à la traction.

Les fibres contenant 48 000 à 320 000 filaments de carbone ou plus sont appelées grandes fibres de câble. Les fibres à gros câble détenaient également une part considérable du marché, qui devrait augmenter dans un avenir proche puisque les entreprises élaborent des stratégies pour produire des intermédiaires à gros câble. Par exemple, en novembre 2017, Solvay a acquis European Carbon Fiber GmbH (ECF), un producteur allemand de fibres PAN à grande échelle. Cette acquisition permettra à Solvay de développer un portefeuille de fibres à gros câble pour compléter la gamme existante de fibres PAN et pitch de qualité aérospatiale.

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Par analyse d'application

Le segment de l'aviation, de l'aérospatiale et de la défense détiendra une part importante en raison de l'augmentation de la fabrication d'avions

En fonction des applications, le marché est segmenté en aviation, aérospatiale et défense, automobile, éoliennes, sports et loisirs, construction et autres. Parmi ces applications, le segment de l’aviation, de l’aérospatiale et de la défense représentait la part de marché la plus élevée en 2023 et pourrait maintenir sa domination au cours de la période prévisible. Les matériaux composites sont utilisés dans l'industrie aérospatiale dans les intérieurs, les pales de moteur, les hélices/rotors, les supports, les ailes à couloir unique et les ailes à fuselage large. De plus, les ingénieurs aérospatiaux s'efforcent de rendre le vol plus durable et plus sûr, ce qui a conduit à l'utilisation de matériaux composites à base de fibres dans hélicoptères , avions et navettes spatiales. Par conséquent, l’augmentation de la production d’avions devrait stimuler la croissance du marché.

Les matériaux composites représentent environ 40 % des avions modernes. Par exemple, l’avion de passagers Boeing 787 Dreamliner comprend environ 50 % en poids de matériaux composites, principalement un sandwich ou un stratifié en fibre de carbone. Les matériaux fibreux comprennent le corps principal, des parties de la queue, des ailes et du fuselage de l'avion. Boeing affirme que l'utilisation de carbone et d'autres matériaux composites permet moins d'entretien car ils ne rouillent pas.

Le produit gagne en importance dans l'industrie du sport. L’utilisation croissante de matériaux légers et performants dans les équipements sportifs stimulera la croissance du marché des applications de sport et de loisirs. Au tennis, les matériaux fabriquent des raquettes plus légères et de forme unique qui permettent aux grands joueurs de frapper la balle plus rapidement. Dans le cyclisme de haute performance, le composite de carbone réduit vélo poids, améliorant les temps au tour.

APERÇU RÉGIONAL

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L’Europe représentait la première part de marché en 2023 et était évaluée à 1,06 milliard de dollars. La croissance plus élevée du marché dans la région est due à la présence d’un large éventail de constructeurs de voitures électriques et à la demande croissante de véhicules légers et économes en carburant. L’utilisation accélérée de la fibre de graphite dans l’industrie aérospatiale et de défense jouera probablement un rôle majeur dans la croissance du marché. Les constructeurs automobiles investissent en R&D pour développer des matériaux composites au carbone rentables, ce qui a un impact significatif sur le marché de la région.

La présence d’un secteur aéronautique bien développé en Allemagne devrait offrir une opportunité de croissance favorable au marché. L'Eurofighter et la famille Airbus A320 ont leurs unités de fabrication en Allemagne. Le pays offre des bases de fabrication de premier plan pour l'industrie aéronautique et abrite plusieurs fournisseurs de matériaux et de composants, des fabricants d'équipements, des intégrateurs de systèmes complets et des producteurs de moteurs. Par exemple, en février 2019, le Centre aérospatial allemand a développé une solution de dégivrage pour les points critiques des avions utilisant du CF et de l'électricité.

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L’Asie-Pacifique a dominé le marché de la fibre de carbone avec une part de marché de 32,02 % en 2023. Cette domination dans la région est liée à une urbanisation rapide et à l’augmentation des dépenses publiques en projets d’infrastructure. L’utilisation croissante de composites de construction dans la construction de tunnels, de ponts et de maisons en Inde et en Chine stimulera la croissance du marché. La présence d'entreprises de construction de premier plan en Asie-Pacifique a créé une énorme opportunité de marché pour l'adoption de produits dans le secteur de la construction. En outre, l’augmentation des investissements dans l’aviation, l’aérospatiale, la défense et  énergie renouvelable stimule la demande de produits dans la région.

L’Amérique du Nord est une région fortement industrialisée avec une industrie automobile, aérospatiale et de défense bien développée. La région jouit d'un niveau de vie élevé et d'une demande mature pour les véhicules haut de gamme, ce qui conduit à la croissance continue de l'industrie automobile. Par exemple, selon l’American Automotive Policy Council, l’industrie automobile a contribué à hauteur de 3 % au PIB américain. Les constructeurs automobiles ont exporté des véhicules et des pièces détachées pour une valeur de plus de 1 100 milliards de dollars, soit près de 36 milliards de dollars de plus que l’industrie aérospatiale. Les constructeurs automobiles ont pu centraliser leur production sur des marchés performants comme les États-Unis en s’orientant vers des plates-formes modèles mondiales. Certains facteurs importants, notamment le secteur manufacturier développé de la région, les fabricants d'équipement d'origine (OEM) et les réglementations gouvernementales favorables, devraient stimuler l'expansion du marché.

 Dans un passé récent, l’Amérique latine a connu d’importants investissements dans les secteurs de la construction et de l’automobile. Par exemple, le Mexique, en raison de sa proximité logistique en tant qu’exportateur vers les États-Unis et le Canada, a connu d’importants investissements dans le secteur automobile. L'urbanisation rapide et la croissance de l'industrie automobile au Brésil favoriseront les perspectives industrielles dans la région de l'Amérique latine. Le marché brésilien des composites de carbone pour l’automobile comprend plusieurs grands et petits fournisseurs tels que Cromitec, Fiacbras, Elekeiroz et Embrapol. L’industrialisation croissante propulsée par les investissements étrangers devrait avoir un impact significatif sur le marché.

Le marché du Moyen-Orient et de l’Afrique connaît une croissance considérable en raison de l’industrialisation croissante de la région. L'augmentation du PIB des pays producteurs de pétrole a entraîné une croissance de l'industrie aérospatiale et de défense dans la région, qui devrait se poursuivre prochainement. La région du CCG domine le marché du Moyen-Orient et de l’Afrique en raison de la forte demande d’automobiles dans la région. Des industries aérospatiales, de défense et d’énergie éolienne bien développées en Israël et de bonnes relations commerciales avec les États-Unis pour les projets de défense et militaires créeront probablement d’énormes opportunités au Moyen-Orient.     

Liste des entreprises clés du marché de la fibre de carbone

Les entreprises se concentrent sur les partenariats stratégiques et les acquisitions pour renforcer leur présence sur le marché

Les principaux acteurs du secteur sont TORAY INDUSTRIES, INC., Solvay, Teijin Limited, Hexcel Corporation et ZOLTEK Corporation. La plupart des principaux producteurs se concentrent sur l'acquisition, le lancement de nouveaux produits et les partenariats stratégiques pour améliorer leur portefeuille de produits et élargir leur marché. atteindre et acquérir un avantage concurrentiel sur les autres participants clés.

LISTE DES ENTREPRISES CLÉS PROFILÉES :

• Toray Industries, Inc. (Japon)


• Solvay (Belgique)


• Fibre de graphite Nippon Co., Ltd. (Japon)


• TEIJIN LIMITED (Japon)


• Société Hexcel (NOUS.)


• ZOLTEK Corporation (États-Unis)


• HYOSUNG ADVANCED MATÉRIAUX (Corée du Sud)


• Composites Avancés Inc . (NOUS.)


• Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites, Inc. (États-Unis)


• Formosa M Co., Ltd. (Corée du Sud)

DÉVELOPPEMENTS CLÉS DE L’INDUSTRIE :

• décembre 2022- Solvay a collaboré avec Trillium sur l'acrylonitrile d'origine biologique pour produire de la fibre de carbone destinée aux applications automobiles, aérospatiales, de biens de consommation et énergétiques.


• Septembre 2022- Solvay a lancé le LTM 350, un matériau d'outillage en fibre de carbone préimprégné époxy de nouvelle génération conçu pour générer des économies de temps et d'argent significatives pour les marchés de l'aérospatiale, de l'industrie, de l'automobile et des voitures de course.


• Juillet 2021- Toray Industries Inc. a finalisé l'acquisition de Tencate Advanced Composites Holding BV, un producteur et distributeur néerlandais de matériaux composites en fibre de carbone. La société mère de TenCate, Koninklijke Ten Cate BV, a accepté de vendre l'entreprise à Toray pour 930 millions d'euros (1 milliard de dollars), dette nette comprise. Grâce à cette acquisition, l'entreprise serait en mesure de proposer une gamme de produits plus large, telle que les technologies polymères et la fibre de carbone.


• Février 2021 – Teijin Limited a lancé les marques Tenax BM (série poutre) et Tenax PW (série puissance) de matériaux intermédiaires en fibre de carbone pour les applications sportives. Ce lancement aidera l'entreprise à maximiser la puissance et la vitesse grâce à sa durabilité et sa robustesse exceptionnelles.

COUVERTURE DU RAPPORT

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Le rapport d’étude de marché fournit une analyse détaillée et se concentre sur des aspects cruciaux tels que les principales entreprises, matériaux, produits et applications. En outre, il offre un aperçu des tendances du marché de la fibre de carbone et met en évidence les développements essentiels du secteur. Il comprend des données historiques et des prévisions de croissance des revenus aux niveaux mondial, régional et national et analyse les dernières dynamiques et opportunités du marché du secteur. Outre les facteurs mentionnés ci-dessus, le rapport englobe divers facteurs contribuant à la croissance du marché au cours des dernières années.

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