Le spécialiste des équipements sous-marins Alchemy s'est associé à Adamant Composites pour appliquer des nano-matériaux afin de produire des matériaux plus solides, matériau composite plus résistant pour palmes de plongée. Crédit :Alchimie
L'ajout de nano-matériaux microscopiques aux composites en fibre de carbone a permis de renforcer, palmes plus résistantes pour les plongeurs. Une entreprise de matériaux spatiaux s'est associée à un leader du marché dans la conception et la production d'équipements d'apnée et de chasse sous-marine par le biais du Bureau de transfert de technologie et de brevets de l'ESA.
Une idée défendue à l'origine par des inventeurs de Léonard de Vinci à Benjamin Franklin, avant d'atteindre finalement la production de masse au cours du siècle dernier, les palmes de plongée augmentent l'efficacité de chaque mouvement effectué dans l'eau. En général, plus tu vas en profondeur, plus vous avez besoin de puissance de vos ailerons.
"Les palmes bon marché pour nager près de la plage sont en caoutchouc ou en plastique", explique Dimitris Pantazis du spécialiste des équipements sous-marins Alchemy. "Les palmes haut de gamme pour la chasse sous-marine ou l'apnée sont fabriquées en composite de fibre de carbone résistant, mais ceux-ci peuvent être endommagés dans certaines circonstances, comme en frappant des rochers ou du corail, ou bien accidentellement touchés lorsque des personnes se rendent sur des sites de plongée.
"De tels dommages peuvent continuer à propager des fissures, et lorsque vous frappez très fort, votre aileron peut se casser, ce qui est la dernière chose que vous voulez quand vous êtes sous l'eau. »
Pour éviter cela, Alchemy s'est associé à Adamant Composites dans le cadre d'un projet de preuve de concept de transfert de technologie de l'ESA, étudier l'ajout de nano-matériaux aux ailettes composites. Les tests effectués par les deux sociétés grecques montrent que l'ajout de cet ingrédient donne des résultats plus durs, ailerons plus résistants.
Fabrication composite préimprégné/autoclave :étapes du procédé. Crédit :Adamant Composites
Les composites en fibre de carbone forment certains des matériaux les plus solides connus en termes de résistance, rigidité et résistance à la température. Ils sont fabriqués en posant des fibres de carbone dans un motif de tissage avant d'être placés dans un matériau de «matrice» de liaison, comme la résine époxy, qui est ensuite moulé dans sa forme désirée et cuit dans sa forme finale.
Développé à l'origine pendant l'ère spatiale des années 1960, les composites de carbone restent un matériau spatial clé à ce jour, tout en étant également présent dans tout, des voitures de course de Formule 1 aux avions de chasse, des cadres de vélo aux clubs de golf, ainsi que des ailerons haut de gamme.
"Notre entreprise a commencé en 2012, issue de la recherche sur l'intégration des nano-matériaux, à l'échelle du milliardième de mètre, en matériaux composites, " dit Thanos Baltopoulos d'Adamant Composites.
« À cette époque, il était clair qu'en ajoutant des nanomatériaux tels que des nanotubes de carbone et des nanoparticules métalliques ou céramiques de différentes manières, les performances et la fonctionnalité d'un composite donné peuvent être optimisées, pour offrir une force accrue, l'absorption d'énergie et la conductivité thermique ou électrique."
Image au microscope électronique à balayage d'un composite renforcé à plusieurs échelles montrant les différentes échelles impliquées, avec de la fibre de carbone macroscopique et des nanotubes de carbone à l'échelle nanométrique. Crédit :Adamant Composites
Pour l'espace, Adamant Composites et l'ESA ont identifié le besoin d'adapter les propriétés des matériaux composites conventionnels pour répondre aux besoins particuliers des missions, comme pour des performances thermiques plus élevées.
"Adamant Composites a utilisé des nano-espèces pour améliorer une ou plusieurs caractéristiques des composites haut de gamme, " explique Laurent Pambaguian, ingénieur matériaux de l'ESA. " Le concept de matériaux " sur mesure " a été mûri au sein de projets financés par jusqu'à ce qu'ils puissent aujourd'hui être appliqués dans plusieurs domaines industriels.
Grâce à la recherche menée par l'ESA, une méthodologie a été développée pour créer des matériaux composites sur mesure pour les besoins de l'application. La méthodologie comprend à la fois la conception de matériaux et les technologies permettant de traiter efficacement ces matériaux. Le résultat est une formulation adaptant un matériau de base à une application donnée.
"Comme un peintre mélangeant les couleurs pour créer la teinte propre à sa peinture, nous essayons de faire correspondre les nano-matériaux pour produire des matériaux composites sur mesure pour les utilisateurs finaux, " ajoute Thanos.
Tester la résistance des palmes de plongée composites augmentées de nano-matériaux en les fléchissant. Crédit :Alchimie
« Le défi a consisté à faire passer les avantages des nanomatériaux du niveau des observations scientifiques aux produits commerciaux sous une forme « pré-imprégnée » qui est utilisable et compréhensible pour les utilisateurs de matériaux existants, sans avoir à changer leur façon de travailler."
Créé par des chercheurs travaillant ensemble à l'Université de Patras, Adamant Composites a maintenu sa concentration sur le secteur spatial, jusqu'à la rencontre avec les représentants de la société Alchemy lors d'un salon des composites à Paris, où la première annonce commerciale de la technologie a été faite.
"Ils nous ont parlé des problèmes qu'ils ont rencontrés, et nous avons dit que nous verrions à utiliser notre technologie pour répondre à leurs besoins, " note Thanos. " C'est peu après cette réunion que l'ESA a présenté sa preuve de concept de transfert de technologie. Cela s'est avéré être le cadre idéal pour s'associer, considérant que nous sommes tous les deux de petites entreprises axées sur des secteurs totalement différents. »
Les exigences clés de l'alchimie étaient la résistance aux dommages, connu sous le nom de « ténacité à la rupture », et résistance aux rayures.
Les palmes de plongée augmentent l'efficacité de chaque mouvement effectué dans l'eau. En général, plus tu vas en profondeur, plus vous avez besoin de puissance de vos ailerons. Adamant Composites s'est associé au spécialiste des équipements sous-marins Alchemy dans le cadre d'un projet de validation de concept de transfert de technologie de l'ESA, étudier l'ajout de nano-matériaux aux ailettes composites. Crédit :Alchimie
« Le projet Proof of Concept qui en a résulté nous a permis de franchir deux étapes majeures, " dit Thanos. " D'abord au niveau matériel, nous avons pu démontrer les performances requises, avec des tests non standard pour montrer que le matériau endommagé peut toujours supporter la même charge sans se casser. Ensuite, nous avons travaillé ensemble pour façonner ce matériau en plusieurs conceptions différentes de prototypes de palmes de plongée que nous pourrions ensuite évaluer en termes de produits.
"Le succès à ce niveau nous laisse prêts à faire avancer le produit à l'avenir, et nous avons donné des techniques que nous pouvons également appliquer à d'autres secteurs, y compris l'espace."
Avoir des palmes plus résistantes signifie qu'elles peuvent être utilisées sans hésitation dans des utilisations exigeantes telles que la chasse sous-marine. L'utilisation de cette technologie spatiale permet à Alchemy de fournir un produit révolutionnaire aux passionnés et aux professionnels sous-marins, tout en étendant leur portefeuille avec une présence forte et innovante.
