Des matériaux légers et performants pour les transports de demain
Les transports comptent pour un tiers des émissions totales de l’Europe. La décarbonation de ce secteur est donc essentielle pour atteindre l’objectif à long terme(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de l’UE, fixé à l’horizon 2050, de ramener à zéro les émissions nettes de gaz à effet de serre. L’électrification des véhicules est le principal moteur de cette transition, mais d’autres facteurs jouent également un rôle important. Alléger les véhicules permet notamment de réduire sensiblement leurs besoins en énergie, d’optimiser leur consommation de carburant et d’accroître l’autonomie des véhicules électriques.
Des biocomposites innovants aux multiples fonctions
Dans cette optique, le projet FOREST(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, s’est fixé pour objectif de développer de nouveaux biocomposites multifonctionnels. Ces matériaux associent une matrice polymère biosourcée, autrement dit une résine, à des fibres de carbone recyclées afin de fabriquer des pièces légères pour les véhicules. Pour mener à bien ses travaux, le projet a réuni des experts industriels et universitaires. «Parmi eux figuraient de grands producteurs de matières premières et de produits chimiques», explique Fernando Ramos Saz, membre du projet FOREST au centre technologique des plastiques AIMPLAS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne. «Dans un premier temps, nous avons développé plusieurs résines à forte teneur en matières biosourcées.» L’une des principales contraintes consistait à fabriquer ces nouvelles résines à partir de matières premières et de précurseurs provenant de l’UE. Développer cette production en Europe permettra de réduire notre dépendance excessive aux importations, de sécuriser les approvisionnements et de diminuer notre empreinte carbone globale.
Des fibres de carbone recyclées pour renforcer les matériaux
Le projet a permis de développer trois nouvelles résines biosourcées. L’étape suivante consistait à utiliser ces résines pour fabriquer des prototypes de pièces destinées au secteur des transports. Chacune des trois résines devaient ’abord être combinées à des fibres de carbone recyclées afin de renforcer les matériaux. «Nous voulions utiliser ces matériaux composites pour fabriquer trois prototypes: un tableau de bord de cockpit, des boîtiers de batteries pour véhicules électriques et un toit d’autobus», explique Fernando Ramos Saz. Ces prototypes ont été fabriqués à l’aide de procédés sans autoclave (OoA). Ces techniques innovantes permettent de produire des pièces en plastique renforcé de fibres hautes performances à moindre coût et avec une consommation d’énergie inférieure à celle des procédés classiques utilisant un autoclave. Elles reposent notamment sur le moulage sous vide, le moulage par compression ou la pultrusion, qui évitent de recourir à de coûteuses cuves industrielles sous pression. Le projet entendait ainsi garantir la viabilité économique de la fabrication de ces pièces. Une fois fabriqués, les prototypes ont été soumis à des essais rigoureux, notamment pour évaluer leur résistance mécanique et leurs propriétés ignifuges. «La résistance au feu est évidemment essentielle», souligne Fernando Ramos Saz. «Nous avons utilisé des additifs ignifuges biosourcés pour que les pièces répondent aux normes les plus exigeantes. Cette tâche était complexe, car les exigences de certification évoluent constamment.»
Produire des précurseurs biosourcés en Europe
Ces trois projets pilotes ont démontré qu’il était possible de produire les nouvelles résines et de les utiliser pour fabriquer des pièces légères en biocomposites destinées aux transports. «Ces travaux nous ont amenés à explorer d’autres pistes», confie Fernando Ramos Saz. «Il s’agit notamment de déployer une capacité de production viable et de développer un marché pour les précurseurs biosourcés ici, en Europe. Ces questions feront l’objet d’une prochaine proposition de projet.» Un futur projet viserait à poursuivre le développement des prototypes conçus dans le cadre de FOREST, notamment les boîtiers de batteries. De nouveaux partenaires seraient également associés aux travaux. L’équipe souhaite également trouver de nouveaux débouchés pour ces biomatériaux légers et innovants. Le secteur ferroviaire est une des pistes envisagées, tout comme certaines applications dans l’aéronautique et l’aérospatiale. «Nous voulons continuer à mettre notre savoir-faire au service de l’ensemble du secteur de la mobilité», explique Fernando Ramos Saz.
