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Les secteurs des transports aéronautiques et maritimes internationaux sont la source d’émission de CO2 à la croissance la plus rapide. Ils représentent à eux deux près de 7% des émissions totales de GES de l’Union européenne. Ce n’est que récemment que ces deux secteurs ont pris des initiatives pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, tant au niveau européen que mondial.
Légers, résistants et durables, les composites se présentent comme l’un des matériaux idéals, sur le plan environnemental, pour réduire l’empreinte carbone des transports aéronautiques et maritimes. Ces secteurs tirent profits de la légèreté des matériaux composites pour développer des avions et des navires plus éco-responsables. Dans cet article nous étudierons les différentes applications des matériaux composites pour verdir les secteurs maritime et aéronautique.
Secteur aéronautique : allégement et optimisation des appareils.
Du dernier moteur de General Electric Aviation aux avions futuristes, les matériaux composites continuent de gagner du terrain dans l’aéronautique. Pour alléger les avions, de nombreuses entreprises et start-up ont développé des structures composites avancées qui permettent de réduire le poids à vide des avions de près de 20%, et donc réduire de facto leur consommation et leur empreinte carbone.
C’est le cas de la start-up française VoltAero qui prévoit d’industrialiser d’ici 2023 son petit avion régional dont les ailes, l’empennage et les canards sont entièrement en composite afin de réduire le poids et d’optimiser l’aérodynamisme de la structure. La start-up française démontre une nouvelle fois sa capacité à répondre aux défis pour l’aviation du futur. VoltAero présentera également son nouveau démonstrateur hybride-électrique Cassio 1 lors du salon France Air Expo ce mois-ci à Lyon.
Du coté de GE Aviation, les matériaux composites jouent un rôle essentiel dans la performance de ses moteurs. En effet, pour alléger les moteurs et accroître leurs propulsions, les turboréacteurs GE90 et le dernier de l’entreprise, le GE9X possèdent des aubes en résine époxy chargée de fibre de carbone. Ce qui représente un gain de poids majeur quand on sait que le moteur représente un des éléments les plus lourd de l’avion.
Ces innovations régulières dans le secteur de l’aéronautique ont poussé l’industrie du transport maritime à se tourner également vers les matériaux composites pour améliorer la durabilité des navires.
Secteur maritime : Le composite, une solution pour des navires durables.
Les matériaux composites avancés, comme les polymères renforcés de fibres de carbone, se popularisent dans l’industrie maritime où la majorité des navires sont encore construits en acier lourd. Ainsi, dans le cadre du projet RAMSSES qui encourage le déploiement de matériaux innovants dans l’industrie maritime, le groupe de construction navale néerlandais Damen a dévoilé une section de coque de navire en composite qui pourrait permettre aux navires d’être 40 % plus légers que leurs équivalents en acier.
Ainsi, selon les promoteurs du projet, cet allègement permettrait de réduire de 25 % la consommation de carburant et d’autant pour les émissions polluantes induites.
L’utilisation de matériaux composites pour les grands navires a des conséquences importantes sur l’ensemble de la conception. En effet, un navire plus léger utilise moins de carburant et ainsi produit moins d’émissions. Les moteurs pourront également être de plus petite taille, ce qui laisserait plus d’espace pour des systèmes supplémentaires.
Si les matériaux composites présentent de nombreux atouts, un certain nombre de verrous restent toutefois à lever pour leur permettre de répondre pleinement aux enjeux écologiques des secteurs aéronautiques et maritime. Notamment la question du recyclage de ses matériaux hétérogènes à la structure complexe.
Un meilleur recyclage des matériaux composites ?
Si le recyclage des composites issus d’un fuselage d’aluminium, de titane et de fibre de verre est assez simple à réaliser par traitement thermique, les composites à fibre de carbone (CFRP), majoritairement utilisés dans l’aéronautique, sont quant à eux des matériaux dont le recyclage est particulièrement problématique. Aujourd’hui la majorité des déchets CFRP sont enfouis ou incinérés, contribuant de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre.
C’est dans cette perspective que la start-up française Xcrusher propose de séparer les fibres de carbone de leur matrice polymère en utilisant la technologie des puissances pulsées. Ce procédé permettrait de récupérer 90% des propriétés mécaniques des fibres recyclées, permettant aux industriels de pouvoir les réutiliser.
L’équipe SURFEO était présente au salon virtuel JEC Connect, qui s’est tenu le 1er et 2 juin. N’hésitez pas à nous contacter pour discuter plus amplement des différentes applications des matériaux composites dans les secteurs aéronautique, maritime et industriel en Europe et en Amérique du Nord.
victor.neirad@surfeo.eu Office: +33 (1) 55 17 14 73
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