Taille, part, croissance et analyse de l’industrie du marché des matériaux intelligents, par type (matériaux piézoélectriques, matériaux à mémoire de forme, matériaux électrochromes, polymère à mémoire de forme, matériaux thermochromiques et autres), par application (industrie électronique, automobile, aliments et boissons, industrie biomédicale et autres) et prévisions régionales jusqu’en 2035

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APERÇU DU MARCHÉ DES MATÉRIAUX INTELLIGENTS

Le marché mondial des matériaux intelligents devrait passer de 6,65 milliards de dollars en 2026 à 12,21 milliards de dollars d'ici 2035, avec un TCAC de 6,9 ​​% entre 2026 et 2035.

Ces matériaux constituent une classe intéressante dematériaux avancésqui ont des propriétés parfois assez étonnantes. Ces matériaux ont la capacité de rester sensibles aux changements de l'environnement et d'apporter alors une réponse spécifique. Cette réactivité peut être prise en compte de plusieurs manières, notamment par le changement de forme, les changements de couleur et même la conductivité électrique. Ces matériaux sont par exemple des alliages à mémoire de forme, qui retrouvent leur forme initiale après avoir été déformés ; les matériaux piézoélectriques, qui peuvent produire de l'électricité à partir de forces mécaniques telles que la pression ; et les matériaux électrochromes qui modifient la couleur à partir d'un champ électrique appliqué. Ces matériaux peuvent changer tous les domaines, de l'ingénierie aérospatiale à la médecine en passant par la robotique, en introduisant des systèmes plus efficaces, adaptatifs et réactifs.

PRINCIPALES CONSTATATIONS

IMPACTS DE LA COVID-19

La croissance du marché est freinée en raison des restrictions de mouvement

La pandémie mondiale de COVID-19 a été sans précédent et stupéfiante, le marché connaissant une demande inférieure aux prévisions dans toutes les régions par rapport aux niveaux d'avant la pandémie. La croissance soudaine du marché reflétée par la hausse du TCAC est attribuable au retour de la croissance du marché et de la demande aux niveaux d'avant la pandémie.

La pandémie de COVID-19 a eu un effet globalement négatif sur les motivations de ce marché. Les contraintes liées à la COVID-19 ont eu un impact sur le secteur manufacturier en perturbant la chaîne d'approvisionnement, principalement affectée par des fermetures et des restrictions de mouvement. La faiblesse de l'industrie manufacturière et la baisse des échanges commerciaux à travers le monde ont encore limité le marché. En outre, la consommation des consommateurs a été réduite et leurs habitudes de dépenses ont changé, ce qui a entraîné une réduction de la consommation d'articles non essentiels, tels que ceux développés avec ces matériaux. Le ralentissement mondial global a également affecté les nouveaux investissements dans la recherche et le développement appliqués à la création de nouvelles technologies de matériaux intelligents et à leur commercialisation.

DERNIÈRES TENDANCES

La nanotechnologie pour propulser la croissance du marché

De nombreuses nouvelles tendances sont observées sur ce marché. L'un d'eux est la tendance croissante à l'intégration de la nanotechnologie qui aboutit à la création de nanocomposites dotés de caractéristiques améliorées, telles que la résistance, la conductivité électrique et la sensibilité. Une tendance majeure est l'importance croissante de ces matériaux bio-inspirés qui possèdent les capacités des tissus organiques naturels : auto-guérison et adaptation. De plus, on constate une prise de conscience émergente sur le marché ; de nombreux chercheurs ont travaillé sur des matériaux intelligents, respectueux de l'environnement et biodégradables pour réduire la perte de l'environnement. Parallèlement, les progrès de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique permettent de développer une nouvelle génération de matériaux intelligents possédant la capacité de prendre des décisions autorégulées en fonction des conditions environnementales et de contrôler de manière optimale ses performances.

• Selon l'Advanced Materials Association, 44 % des fabricants se concentrent désormais sur les polymères auto-réparateurs destinés aux applications industrielles.

• Les alliages à mémoire de forme sont adoptés par 39 % des entreprises de dispositifs médicaux pour améliorer les procédures mini-invasives.

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SEGMENTATION DU MARCHÉ DES MATÉRIAUX INTELLIGENTS

Par type

En fonction du type, le marché peut être classé en matériaux piézoélectriques, matériaux à mémoire de forme, matériaux électrochromes, polymères à mémoire de forme, matériaux thermochromiques et autres.

• Matériaux piézoélectriques : ils présentent la capacité de produire une charge électrique lorsque le matériau est soumis à une contrainte mécanique (effet piézoélectrique direct) et subissent également un changement mécanique lors de l'application d'un champ électrique (effet piézoélectrique inverse). Cette caractéristique les rend adaptés à des applications telles que des capteurs (accéléromètres, capteurs de pression), des actionneurs (dispositifs de micro-positionnement, moteurs à ultrasons) et des dispositifs de récupération d'énergie (conversion de l'énergie des vibrations mécaniques en électricité).

• Matériaux à mémoire de forme : Ils ont l'incroyable qualité de « mémoire » et une fois remodelés, ils peuvent se réorganiser pour retrouver leur forme d'origine. Ce comportement est appelé effet de mémoire de forme et est généralement provoqué par une variation de température ou de contrainte appliquée au matériau. Les matériaux intelligents tels que le Nitinol jouent un rôle actuel dans les applications dans les stents, les fils orthodontiques, les applications aérospatiales telles que les structures adaptatives et les structures intelligentes, ainsi que dans les actionneurs, y compris la robotique.

• Matériaux électrochromes : peuvent basculer de manière réversible entre différentes couleurs et/ou niveaux de transparence en fonction du courant électrique. Cette propriété les qualifie pour une utilisation dans des applications telles que les fenêtres intelligentes, les panneaux à transmission lumineuse réglable, les écrans et les couches anti-éblouissantes.

• Polymères à mémoire de forme : groupes de matériaux à mémoire de forme dérivés de matériaux polymères. Ils possèdent des SMA avec effets de mémoire de forme mais possèdent souvent des caractéristiques phénoménales telles que le coût, la facilité de traitement et la flexibilité de conception.

• Matériaux thermochromiques : cette propriété peut être utilisée pour des applications telles que les marchandises sensibles à la température (bagues d'humeur, thermomètres), les vêtements intelligents (textiles avec contrôle de température intégré) etmatériaux de construction(fenêtres intelligentes avec contrôle de température intégré). Les matériaux thermochromes peuvent être classés en deux types principaux : les thermochromes, qui peuvent être réversibles ou irréversibles : Les matériaux thermochromes sont, par exemple, les cristaux liquides et certains types de peintures thermosensibles, c'est-à-dire les pigments.

Par candidature

En fonction des applications, le marché peut être classé en industrie électronique, automobile, aliments et boissons, industrie biomédicale et autres.

• Industrie électronique : un large éventail d'applications de ces matériaux est prédominant dans l'industrie électronique, notamment les capteurs, les actionneurs et la récupération d'énergie. Les matériaux piézoélectriques sont particulièrement utilisés dans les microphones, les haut-parleurs et les transducteurs ultrasoniques. Ces matériaux, en particulier les alliages à mémoire de forme, sont utilisés dans les actionneurs pour un réglage fin et les systèmes microélectromécaniques.

• Automobile : Actuellement, ces matériaux sont adoptés dans les pièces automobiles dans le but d'améliorer les performances, la sécurité et le confort des voitures. Les matériaux piézoélectriques sont utilisés dans les injecteurs de carburant, différents types de capteurs et les systèmes de suspension active. Les SMA sont utilisés dans des applications telles que les suspensions de moteur, les systèmes d'échappement, les ceintures de sécurité, etc.

• Aliments et boissons : Ces matériaux présentent donc de nombreuses utilisations dans l'industrie agroalimentaire, notamment dans l'emballage, la transformation et l'assurance qualité. L'emballage intelligent se présente sous la forme de systèmes d'emballage intégrant des capteurs de température, d'humidité et d'environnement gazeux pour déterminer la qualité des produits stockés. Récipients auto-obturants et vannes d'étanchéité dans les équipements de transformation des alimentsalliages à mémoire de forme.

• Industrie biomédicale : Ces matériaux ont un grand impact sur l'industrie biomédicale, qui est utilisée dans la création d'appareils et de traitements améliorés. Il existe de nombreuses applications des alliages à mémoire de forme, par exemple dans les stents, les implants orthopédiques et les instruments utilisés en chirurgie mini-invasive. Les substances piézoélectriques ont été utilisées dans les instruments d'imagerie ultrasonique, les appareils de transport de médicaments et les gadgets de régénération osseuse.

DYNAMIQUE DU MARCHÉ

La dynamique du marché comprend des facteurs déterminants et restrictifs, des opportunités et des défis indiquant les conditions du marché.

Facteurs déterminants

Demande croissante de technologies légères et économes en énergie pour élargir le marché

L'un des principaux facteurs moteurs de la croissance du marché des matériaux intelligents est la demande croissante de technologies légères et économes en énergie. Dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et de l'électronique, on observe une tendance significative vers l'allègement et la minimisation de l'énergie afin de réduire les pertes. Ces matériaux, possédant des caractéristiques particulières telles que les effets de mémoire de forme et la piézoélectricité, peuvent être utilisés pour introduire de nouvelles idées pour atteindre ces objectifs. Par exemple, les alliages à mémoire de forme utilisés dans l'aviation construisent des structures légères et puissantes ; Les matériaux piézoélectriques peuvent être utilisés pour alimenter les vibrations des véhicules et des appareils électroniques.

• Selon le ministère américain de l'Énergie, la demande croissante de matériaux économes en énergie pousse 42 % des entreprises de construction à adopter des matériaux intelligents.

• Leur utilisation croissante dans les industries aérospatiale et automobile incite 40 % des entreprises à investir dans les matériaux piézoélectriques et magnétostrictifs.

Les progrès de la nanotechnologie et de la biotechnologie pour faire progresser le marché

Il existe un énorme intérêt pour les matériaux « intelligents » créés par l'intégration exponentielle de la nanotechnologie et de la biotechnologie. Par exemple, l'ajout de nanomatériaux produit ou améliore les propriétés mécaniques, électriques et optiques de la matrice polymère. De la même manière, des matériaux auto-cicatrisants et des matériaux intelligents possédant des propriétés d'auto-adaptation inspirées des systèmes biologiques sont en cours de développement. De telles améliorations ouvrent de nouvelles opportunités pour le développement d'utilisations intelligentes des matériaux et alimentent une formidable expansion du marché.

Facteur de retenue

Coût élevé pour propulser la croissance du marché

La part de marché des matériaux intelligents a été caractérisée par un certain nombre de contraintes, dont les coûts élevés encourus en raison du développement, de la production et de la mise en œuvre de ces marchés. En outre, plusieurs matériaux intelligents, en particulier ceux développés à l'aide de technologies plus récentes telles que la nanotechnologie et la biotechnologie, nécessitent des niveaux élevés d'efforts de recherche et de développement. Parfois, la production de ces matériaux peut prendre du temps et être coûteuse, notamment parce qu'elle nécessite une main-d'œuvre et des équipements hautement qualifiés. De plus, lors de l'introduction de ces matériaux dans des structures intégrées existantes, des changements et des ajustements importants sont généralement nécessaires, entraînant ainsi une réduction des dépenses totales. 

• Selon la National Science Foundation, les coûts de production élevés empêchent 36 % des petites et moyennes entreprises d'adopter des matériaux intelligents avancés.

• Les protocoles limités de normalisation et de test affectent 33 % des fabricants des chaînes d'approvisionnement mondiales.

Des matériaux intelligents pour créer des opportunités sur ce marché

Opportunité

 

Plusieurs facteurs d'opportunité ont été identifiés et sont essentiels à la croissance de ce marché. Les matériaux intelligents pourraient avoir un grand potentiel pour contribuer au développement d'un avenir durable en augmentant l'efficacité énergétique globale et en réduisant les pertes et les effets négatifs sur l'environnement. Par exemple, le mouvement intelligent peut faire référence à la capacité d'une fenêtre à changer automatiquement sa teinte pour contrôler la température et économiser l'énergie dans un bâtiment. Ces matériaux ont le potentiel d'abroger les produits et leurs composants, ce qui risque de diminuer leur durée de conservation, réduisant ainsi les déchets. D'ailleurs, ces matériaux peuvent être utilisés pour concevoir des moyens de transport plus durables, comme des véhicules légers et des équipements qui exploitent l'énergie provenant de sources naturelles.

• Selon l'Association européenne des matériaux, la demande en électronique flexible ouvre la possibilité à 38 % des entreprises de développer de nouveaux substrats intelligents.

 

• L'intégration dans les appareils portables et la surveillance des soins de santé aide 35 % des entreprises à innover en matière de matériaux fonctionnels.

 

Absence de mesures standard de test et de caractérisation des matériaux intelligents pour poser un défi potentiel pour ce marché

Défi

 

Les menaces importantes auxquelles ce marché est confronté sont l'absence de mesures standard de test et de caractérisation de ces matériaux. En raison des caractéristiques de ces matériaux, ils peuvent posséder des caractéristiques uniques et souvent plus complexes en fonction de leur composition, des conditions lors de leur préparation et des conditions dans lesquelles ils seront utilisés. Cependant, l'efficacité de ces matériaux dans des applications réelles ne peut être déterminée lorsque les procédures de fabrication des électrodes et les méthodes de détermination de leurs constantes ne sont pas standardisées. L'absence d'un test normatif rend également difficile l'établissement de données de référence « fiables » et de critères de conception appropriés pour les ingénieurs et les concepteurs. 

• Selon l'International Advanced Materials Board, la durabilité à long terme et la fatigue des matériaux posent des problèmes à 34 % des producteurs.

 

• Les retards d'approbation réglementaire et de certification ont un impact sur 31 % des lancements de produits de matériaux intelligents dans le monde.

 

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APERÇU RÉGIONAL DU MARCHÉ DES MATÉRIAUX INTELLIGENTS

• Amérique du Nord

La région Amérique du Nord occupe la plus grande part de ce marché à l'échelle mondiale. Ce leadership est le résultat de sommes importantes investies dans la recherche et le développement, d'un pôle aérospatial et de défense tout aussi solide et d'une base manufacturière et commerciale bien développée. Ses domaines de spécialisation comprennent les technologies avancées et l'innovation ; le cadre facilite l'adoption et le fer de lance des futurs matériaux intelligents. En outre, l'importance croissante des universités et instituts de recherche de premier ordre dans leMarché des matériaux intelligents aux États-Unisjoue un rôle indéniable dans les inventions de la science des matériaux et de l'ingénierie en favorisant le développement de matériaux intelligents avancés dotés de propriétés supérieures.

• Europe

L'Europe est un autre marché majeur pour ces matériaux, avec une grande attention, en particulier sur la recherche et le développement technologique, notamment sur la nanotechnologie et la biotechnologie. La région compte un certain nombre d'organismes de recherche renommés, ainsi que des universités, qui participent activement à la recherche et au développement de ces matériaux. A noter également le soutien du cadre et des appels à projets de l'Union européenne pour stimuler l'innovation en coopération avec les chercheurs et les industriels. En raison d'une préoccupation croissante concernant la durabilité et la conservation de l'environnement en Europe, ces matériaux respectueux de l'environnement et économes en énergie ont également fait leur apparition, ce qui explique encore davantage l'impact de l'Europe sur le marché.

• Asie

Ainsi, l'Asie peut être considérée comme une région leader en termes de croissance de ce marché, soutenue par sa croissance économique massive, son capital-risque dans le secteur manufacturier et ses infrastructures et sa concentration sur le développement de nouvelles technologies. La Chine, le Japon et la Corée du Sud sont les principaux producteurs de ces matériaux, bénéficiant d'un solide contexte industriel et d'un faible coût de production. Le marché croissant des matériaux intelligents dans la région est dû à l'intégration croissante de technologies intelligentes dans les secteurs de l'électronique, de l'automobile et de la santé. En outre, pour accroître la pression en faveur de l'innovation en matière de recherche et de développement, il a été observé que l'Asie propose de nouveaux matériaux intelligents présentant des caractéristiques différentes.

ACTEURS CLÉS DE L'INDUSTRIE

Acteurs clés qui transforment le marché des matériaux intelligents grâce à l'innovation

Les entités industrielles formatrices de pointe alimentent ce marché avec d'importants investissements dans la recherche, l'innovation ainsi que dans des plans de développement du marché. Ces entreprises consacrent constamment leurs ressources à la poursuite de la recherche et de l'innovation afin de créer des matériaux intelligents de qualité supérieure dotés de caractéristiques supplémentaires, ainsi que d'augmenter la polyvalence du domaine. Ils ont également la responsabilité d'accélérer le rythme de développement de la technologie grâce à l'implication de nouveaux processus de fabrication et à l'ajout de ces matériaux dans les structures existantes.

• Harris : Fournit des solutions matérielles intelligentes pour les applications de l'aérospatiale et de la défense, servant 37 % des projets industriels.

• MURATA : Fournit des matériaux fonctionnels et des capteurs à 39 % des constructeurs électroniques et automobiles dans le monde.

De plus, les entreprises qui commercialisent ces matériaux emploient des stratégies de pénétration du marché en mettant en place des partenariats et des fusions, des acquisitions d'entreprises, ainsi qu'un marketing complet pour la pénétration de nouveaux matériaux intelligents dans les industries. Ces activités définissent non seulement le marché actuel, mais orientent également le développement ultérieur de cette industrie des matériaux en fixant des objectifs de recherche, des développements ultérieurs et des tendances.

Liste des principales entreprises de matériaux intelligents

• Harris (U.S.)
• MURATA (Japan)
• Solvay (Belgium)
• Johnson Matthey (U.K.)
• Arkema (France)

DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL

Février 2020 :En février 2020, Hexagon a publié une déclaration officielle concernant le lancement d'Intergraph Smart® Materials 10 en tant que nouveau matériau intelligent. Il s'agit d'une nouvelle version du système de gestion des matériaux et des contrats leader sur le marché d'Hexagon, ce qui en fait une étape importante dans le portefeuille de produits de l'entreprise. La version Intergraph Smart® Materials 10 comprend des fonctionnalités et des fonctions uniques telles que des capacités améliorées de gestion des données, des fonctionnalités de collaboration améliorées et des analyses. Toutes ces avancées visent à accroître l'efficacité de la gestion des matériaux, à améliorer la prise de décision et, par conséquent, à atteindre les objectifs généraux de réduction des coûts d'exploitation des entreprises qui existent dans toutes les formes d'industries.

COUVERTURE DU RAPPORT 

Ce rapport est basé sur une analyse historique et des calculs de prévisions qui visent à aider les lecteurs à obtenir une compréhension complète du marché mondial des matériaux intelligents sous plusieurs angles, qui fournissent également un soutien suffisant à la stratégie et à la prise de décision des lecteurs. En outre, cette étude comprend une analyse complète de SWOT et fournit des informations sur les développements futurs du marché. Il examine divers facteurs qui contribuent à la croissance du marché en découvrant les catégories dynamiques et les domaines potentiels d'innovation dont les applications pourraient influencer sa trajectoire dans les années à venir. Cette analyse prend en compte à la fois les tendances récentes et les tournants historiques, fournissant une compréhension globale des concurrents du marché et identifiant les domaines de croissance potentiels.

Ce rapport de recherche examine la segmentation du marché en utilisant des méthodes quantitatives et qualitatives pour fournir une analyse approfondie qui évalue également l'influence des perspectives stratégiques et financières sur le marché. De plus, les évaluations régionales du rapport prennent en compte les forces dominantes de l'offre et de la demande qui ont un impact sur la croissance du marché. Le paysage concurrentiel est méticuleusement détaillé, y compris les parts des principaux concurrents du marché. Le rapport intègre des techniques de recherche non conventionnelles, des méthodologies et des stratégies clés adaptées au laps de temps prévu. Dans l'ensemble, il offre des informations précieuses et complètes sur la dynamique du marché de manière professionnelle et compréhensible.