Une nouvelle génération de lignes électriques à hautes performances
Les composites associent plusieurs matériaux. Ils sont très utilisés dans de nombreux domaines industriels. Ils permettent d'associer les propriétés de chaque matériau, aboutissant à un tout dont les qualités sont supérieures à la somme de celles de ses parties. L'aluminium est un métal très léger, hautement ductile et résistant à la corrosion. Il conduit presque deux fois mieux l'électricité que le cuivre et, en raison de son faible poids, en fait le premier matériau utilisé pour les lignes électriques. L'aluminium renforcé de fibres sans fin est un composite dont la matrice métallique est renforcée de fibres hautes performances. Renforcé de fibres de céramiques, c'est une alternative commerciale aux lignes électriques renforcées par de l'acier. Les fibres de carbones constituent une nouvelle catégorie de matériaux, résistant à la tension, qui servent également à renforcer les composites. Pour les lignes électriques, elles conviendraient même mieux que les céramiques car elles sont plus résistantes, plus légères et moins coûteuses. En outre, leur coefficient de dilation est inférieur, conduisant à une flèche réduite. Les chercheurs du projet européens du projet MACE («Multifunctional advanced carbon aluminium composite for electricity transport») ont étudié l'utilisation des composites à matrice d'aluminium renforcée de fibres de carbone. Le consortium s'est attaqué aux difficultés de la production en masse de fils composites carbone/aluminium, notamment pour faciliter l'infiltration des fibres de carbone dans de l'aluminium en fusion. En outre, le projet visait des techniques sophistiquées de mise en bobines, vu la rigidité supérieure du conducteur. Les tests mécaniques ont montré que les fils avaient les propriétés requises. La modélisation a montré une résistance marquée à la flèche. Les résultats expérimentaux et théoriques soutiennent l'intérêt de ce matériau composite pour la fabrication de fils conducteurs. Les travaux futurs viseront un arrondi homogène, sans rupture. Les évaluations économiques ont confirmé que ces conducteurs ont un bon potentiel pour remplacer les techniques classiques, car leur coût est moins de la moitié de celui des conducteurs à âme d'acier. L'optimisation des la technologie MACE pourrait aider l'Europe à satisfaire sa demande croissante en électricité tout en réduisant l'impact sur l'environnement.
