Les composites se mettent en quatre pour gagner du terrain

L'innovation, tant sur les procédés que sur les matières, continue d'enrichir le monde des composites. Et de diversifier leurs applications.

Avec ses 900 entreprises présentées sur 40000 mètres carrés d'exposition, JEC 2007 aura une nouvelle fois montré, s'il en était besoin, la richesse du monde des composites. Et surtout sa faculté d'adaptation. En effet, si l'on en juge par la diversité des applications présentées sur les stands, aucun secteur ne semble plus hors de leur portée. Grâce à un catalogue de procédés et de matières premières qui ne cesse de s'enrichir, ces matériaux se donnent les moyens de répondre aux cahiers de charges les plus divers: de l'aéronautique au médical, des travaux publics au matériel de sport.



Un aspect de surface impeccable

Ainsi, c'est grâce à son procédé CFM (Composite flow molding), qui permet d'intégrer une forte proportion de fibres continues, que le suisse Icotec a développé un implant médical (plaque cervicale) en composite PEEK/fibres de carbone, pour remplacer une pièce en titane. L'implant en composite résiste mieux à la fatigue et, contrairement au métal, il ne perturbe pas les examens par imagerie du type IRM.

Dans un domaine moins exotique pour les composites - l'automobile -, c'est encore le procédé de transformation qui a facilité la substitution d'un capot en aluminium par un capot en carbone/epoxy. La pièce, destinée à l'Aston Martin DB9, était présentée sur le stand du britannique Gurit. Le défi était double, puisqu'il s'agissait d'obtenir un aspect de surface impeccable (classe A), tout en restant dans des coûts de production acceptables (pour ce genre de modèle...). Gurit, avec ses partenaires du projet Albos (Affordable lightweight body structures), y est parvenu grâce à son procédé de mise en forme par infusion (qui donne un meilleur aspect que le RTM), et à un outillage électroformé, moins cher qu'un outil usiné.

Le procédé d'enroulement circonférentiel de fibres de carbone imprégnées de résine, mis au point à l'Institut für Verbundwerstoffe (Allemagne), vise la fabrication en série de réservoirs sous pression, en particulier de réservoirs d'hydrogène pour de futurs véhicules. Son avantage est de réduire les temps de cycle de production par rapport aux techniques d'enroulement existantes. Le français MFTech proposait, quant à lui, un procédé d'enroulement filamentaire qui permet de réaliser des formes en coude ou en T. Les secteurs visés: le pétrole, l'aéronautique et l'automobile. Roctool, autre société française, qui développe depuis quelques années son procédé de moulage rapide des composites par induction, veut elle aussi étendre son domaine d'utilisation en l'adaptant au moulage RTM et à l'injection des plastiques. Dans ce dernier cas, la technique de préchauffage du moule devrait permettre d'injecter des matières plus visqueuses, et d'optimiser les épaisseurs.



Une réduction de poids spectaculaire

Fibroline, basé à Ecully (Rhône), a utilisé son procédé d'imprégnation par voie sèche pour créer un matériau composite à fibres longues, Fibrocomp. Les fibres de verre sont imprégnées de résine en poudre sous l'action d'un champ électrique alternatif. Avec, comme avantages, une faible consommation énergétique et l'absence de solvants. Deux motivations de plus en plus prégnantes dans l'industrie. Des préséries ont été réalisées pour l'automobile.

Le rail, lui aussi, suscite l'innovation. C'est en combinant le drapage manuel et le moulage sous pression que la société moscovite Apatech a mis au point une rigole en fibres de verre/ polyester, qui draine les eaux de pluie le long des voies ferrées. Un changement de matériau dont les effets sont spectaculaires: la rigole en composite est 12 à 15 fois plus légère qu'en béton, et son coût d'installation est réduit de 30%. Cette innovation est lauréate de l'un des prix décernés par JEC, dans la catégorie Transports terrestres.

Quant au suédois Biteam, qui depuis quelques années exploite un procédé de tissage en 3 dimensions pour fabriquer des structures (coques, tubulures, poutres...) de renforcement des composites, il s'implique désormais dans le secteur exigeant de l'aéronautique, en participant au projet Mojo (Modular joints for composite air craft components). Mené par EADS, son but est de créer un système modulaire de construction d'avions utilisant des composites. Pour ce projet, Biteam fabriquera des préformes en carbone tissées en 3D.



Les nanotubes en renfort

L'inventivité sur les procédés ne freine en rien celle sur les matériaux, les deux étant d'ailleurs souvent liés. Nanoledge, comme beaucoup de pionniers des nanotubes de carbone, mise sur les marchés des équipements de sports en composite. L'entreprise française présentait des bâtons de ski en résine époxy renforcée de nanotubes de carbone (mis au point avec Axunn), qui ont l'avantage de la résistance aux chocs et de la légèreté. Cette PMI de Sophia Antipolis (Alpes-Maritimes) a annoncé un accord de partenariat technologique de cinq ans avec Look Cycle, pour l'intégration de nanotubes dans les cadres de vélo. Elle coopère avec Bayer pour mettre au point des prototypes de planche de surf et de ski en résine renforcée de nanotubes.

EconCore, une émanation de l'université de Louvain, fabrique, elle, des nids d'abeilles (par un procédé de thermoformage, pliage et collage d'une feuille de thermoplastique). La jeune entreprise belge présentait au JEC les retombées de son accord de joint-venture avec le centre de recherche Ocas d'Arcelor Mittal: un panneau sandwich dont le coeur en nid d'abeilles polypropylène et la peau en acier combinent rigidité et légèreté.

Tandis que de nouvelles combinaisons de matières élargissent le champ d'action des composites, d'autres industriels ont choisi de développer une autre voie: les composites «autorenforcés», dont la matrice et les fibres sont de même nature. Les hollandais de Lankhorst Pure Composites se consacrent ainsi aux composites polypropylène/fibres de polypropylène. Ces matériaux ont une bonne résistance aux chocs (applications antibalistiques, protection contre les explosions), et se prêtent mieux au recyclage que les composites bimatière. Aptiform, une division de Netcomposites (Grande-Bretagne), après s'être lui aussi intéressé au polypropylène autorenforcé, a lancé lors du JEC un matériau PET autorenforcé. Aptiform estime que sa solution apporte un gain de poids par rapport aux matériaux chargés de fibres de verre. Tout en mettant en avant l'argument de la recyclabilité, qui pourrait bien devenir déterminant avec la montée des préoccupations environnementales.

Thierry Lucas