Les matériaux intelligents répondent aux composants composites pour offrir la gamme de propriétés souhaitées, pourtant, à certains égards, les procédés de fabrication actuels ne se sont pas développés depuis la fin des années 1960. Le projet FIBRALSPEC a cherché à les mettre à jour, répondre aux préoccupations de durabilité, tout en améliorant les performances.

La conception de structures composites, notamment celles utilisant des fibres de carbone, a permis aux ingénieurs de repousser les limites de la production vers des matériaux aux propriétés considérablement améliorées et à un coût réduit. Encore, après plus de cinq décennies de recherche et la mise en place d'une industrie en pleine croissance fabriquant une multitude d'applications, il y a un besoin de nouveaux précurseurs verts (les matières premières utilisées pour fabriquer les fibres), qui peut offrir une alternative à la norme actuelle de l'industrie du pétrole.

Le projet FIBRALSPEC financé par l'UE, a réussi à améliorer la production de fibres de carbone à partir de ressources renouvelables telles que la lignine, un polymère organique. Le projet a réussi à utiliser la technologie des composites renforcés pour la création de différentes applications, tels que les supercondensateurs flexibles et les abris d'urgence sécurisés à déploiement rapide (RDSES). FIBRALSPEC a pu développer des lignes de production ainsi qu'un prototype Mécano-Electro Spinner Opérationnel pour la production de nanofibres, annonçant une nouvelle génération de matériaux d'exception.

Fibres de carbone aux propriétés améliorées

Les matériaux composites en fibre de carbone (CF) sont de plus en plus intégrés dans notre vie quotidienne. Ces composites sont essentiels à la génération de matériaux et de structures intelligents. Propriétés dont leur légèreté, haute résistance et faible rigidité, rendre ces matériaux attractifs pour un large éventail de secteurs industriels, y compris les transports, électronique et bâtiment. Cette combinaison de propriétés très recherchées offre des solutions d'ingénierie à certains des problèmes les plus complexes de la science et de la technologie des matériaux.

Encore, en tant que coordinateur du projet FIBRALSPEC, Le professeur Costas Charitidis souligne, « Même si la production à l'échelle industrielle des CF a commencé à la fin des années 1960, les défis de fabrication continus laissent encore beaucoup d'opportunités d'amélioration."

L'équipe FIBRALSPEC a pu appliquer ses techniques de production à la fabrication traditionnelle de composites, par exemple dans la production d'abris d'urgence sécurisés à déploiement rapide en fibre de verre (RDSES-FG). Cela a eu pour effet de réduire la masse unitaire des abris, tandis que la rigidité structurelle, la durabilité et la facilité d'utilisation pour l'utilisateur final ont toutes été augmentées. Des précurseurs verts de fibres de carbone à base de lignine ont également été produits et le processus de stabilisation-oxydation a été optimisé. En ce qui concerne la multiplication des procédés éco-responsables, de nouvelles techniques ont été développées pour fournir des produits commercialement pertinents qui peuvent être fabriqués à partir de déchets de fibres de carbone.

Surtout, le projet a appliqué l'analyse du cycle de vie pour quantifier les références vertes des stratégies de réutilisation et de recyclage dès le début du processus, avec développement précurseur, jusqu'à la sortie des déchets de fibre de carbone.

Étendre l'offre et la disponibilité futures des FC

L'une des ambitions de FIBRALSPEC était d'aider les industries européennes à devenir plus indépendantes de la chaîne d'approvisionnement actuelle avec sa dépendance vis-à-vis des fibres de carbone et des précurseurs importés. À cette fin, le projet s'est concentré en partie sur le développement de la technologie des supercondensateurs - utilisée pour alimenter de nombreuses applications - car elle offre un énorme potentiel économique pour l'Europe, avec des opportunités de marché dans de nombreux secteurs industriels.

Comme le résume le professeur Charitidis, "Notre projet visait à contribuer à conduire l'Europe vers le leadership industriel et la compétitivité dans des domaines stratégiques tels que les transports, électronique, aérospatial, construction, énergie et loisirs."

L'équipe prévoit de s'appuyer sur les résultats du projet en démontrant la faisabilité de la mise à l'échelle des procédés FIBRALSPEC à des niveaux industriels. Des partenariats industriels ciblés permettront l'échange de connaissances nécessaire au transfert de la production à l'échelle du laboratoire vers la production à grande échelle, processus rentables.