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High Voltage Pulse Fragmentation Technology to recycle fibre-reinforced composites

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Le recyclage et la réutilisation de la fibre de carbone

Si les polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP) utilisés dans les avions respectent l’environnement lorsqu’ils sont en service, ce n’est plus le cas après leur mise au rebut, faute de techniques de recyclage adaptées. Des scientifiques financés par l’UE ont trouvé une solution.

Technologies industrielles

Comme leur nom l’indique, les polymères renforcés de fibres de carbone sont constitués d’un plastique ultra léger, renforcé de fibre de carbone. Les matériaux composites obtenus associent la résistance et la légèreté, et sont aujourd’hui couramment utilisés dans de nombreux secteurs comme l’aérospatiale, l’automobile, l’électronique grand public ou le matériel de sport. Leur utilisation dans l’aérospatiale a considérablement augmenté ces dernières décennies lorsque les efforts de réduction des rejets ont mis en évidence l’efficacité des CFRP à réduire la charge et la consommation en énergie. Malheureusement, les méthodes de recyclage utilisées, comme des procédés mécaniques, chimiques ou par micro-ondes, présentent des inconvénients tels que coûts élevés, la libération insuffisante de fibres, la mauvaise qualité des fibres, et le faible débit. Le projet SELFRAG CFRP (High voltage pulse fragmentation technology to recycle fibre-reinforced composites), financé par l’UE, a exploité la fragmentation électrodynamique pour accomplir ce qu’aucune autre technique n’avait pu réaliser. La technique utilisée est un processus physique utilisant des impulsions ultra courtes en milieu aqueux pour réduire les matériaux solides en fragments. Des partenaires l’utilisaient déjà à l’échelle industrielle. Jusqu’à présent réservée pour broyer un silicium de haute qualité afin de fabriquer des galettes et des panneaux solaires, et pour libérer le lithium présent dans les roches, cette technique permet aujourd’hui de récupérer de la fibre de carbone de haute qualité dans le cadre du recyclage des CFRP. Les scientifiques ont démontré cette technique dans le cadre d’une usine pilote, en traitant des polymères renforcés de fibres de carbone de moins de 60 mm, pour atteindre un niveau de préparation technologique de 6, conforme à la proposition initiale. Lors des premiers tests, les matériaux traités ont été totalement réutilisés pour produire de nouvelles pièces, d’une résistance comparable à celle obtenue à partir de matériaux neufs. Face à la demande croissante en fibre de carbone dans différents secteurs, les avantages économiques potentiels du recyclage des polymères renforcés de fibres de carbone sont exceptionnels, sans parler des taux de production qui peuvent difficilement suivre l’augmentation prévue de la demande. En outre, les résultats ont démontré l’utilité de la fragmentation électrodynamique pour transformer des matériaux difficiles à traiter par d’autres méthodes, et ouvert de nouvelles perspectives de commercialisation de la technique. Le projet a apporté une contribution majeure à l’utilisation durable des matériaux bruts et de l’énergie dans le secteur de la fabrication, tout en soutenant l’innovation, la création d’emplois et la position concurrentielle de l’industrie européenne.

Mots‑clés

Recyclage, fibres de carbone, CFRP, fragmentation, composites, électrodynamique

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