-
c. Promesses, projets futurs, et limites.
Nous finirons par parler de l’avenir des matériaux composites. Ils sont dotés d’une multitude de compétences, utiles à l’homme. Ils permettent d'alléger l'avion, et du coup de consommer moins de carburant. L'enjeu est donc aussi bien écologique qu'économique. On verra d’une part qu’ils finiront par devenir le matériau-référence sur le marché, et d’autre part qu’on projette déjà beaucoup d’idées les mettant en jeu. Nous finirons par montrez leurs limites.
D’un côté, les matériaux composites ont révolutionné notre époque.
- Ils ont côté artistiques. Ils offrent aux industriels, aux designers, de nouvelles possibilités d’associer des formes et des matériaux de plus en plus performants. En décoration, on l'utilise pour faire des objets; on l'utilise pour les voitures, comme Bentley Motors qui songe à utiliser ces matériaux pour des automobiles plus légères et performantes, etc... Et en aviation, le Dreamliner de Boeing, et l'A350 d'Airbus qui utilise ces matériaux composites.
- On va pouvoir les utiliser partout. Ils sont légers (et permettent, entre autre, une réduction du taux de CO2 émis dans le monde), ont une grande résistance au temps, à la corrosion, sont flexibles… (voir « Caractéristiques »). Mais pourquoi est-ce qu'on les utilise de plus en plus, à ce point? En fait, ils sont plus adaptés aux incommodités naturelles (climat, temps,…) que le métal, le plastique ou bien l’aluminium. Ils représentent une intéressante alternative aux métaux, et du coup, ont un grand potentiel de développement. Ils sont utilisés de manière croissante dans le secteur de l’automobile et de l’aviation. Par exemple, la croissance du marché mondial va augmenter de 20% en volume par an, jusqu'en 2015. Et on atteindra alors 60000 tonnes produites par an. Pour rappel, elle n'en était que de 260 en 1977... D’ailleurs, en terme de chiffres, aujourd’hui le secteur sport et loisirs représente 15% du marché en volume, l'aéronautique 20% et les applications industrielles 65%. Leur production augmente de 6% par an, en quantité. La croissance du marché mondial jusqu’en 2015 devrait grimper de 20% par an en volume, pour atteindre près de 60 000 tonnes produites par an. N’oublions pas qu’elle n’était seulement de 260 tonnes en 1977.
- Les matériaux composites permettent aux avions d'être plus leger, et ils vont donc plus loin. Cela ouvre alors de nouvelles possibilité de vols directs.
D’autre part, on verra que de nombreux projets les concernent désormais, prouvons bien qu’ils sont notre avenir en terme de matériaux.
- En France comme dans le reste du monde, les matériaux composites se développent rapidement. Du coup, des usines de recyclages se mettent en place. Airbus, par exemple, a une production de déchets composites qui a triplé en 3 ans. Elle prévoit d’ici début 2012, de construire une unité de recyclage.
- De nombreux projets sont en cours. En voici quelques-uns:
1 - On note le plus connu, le "Dreamliner" (le Boeing 787) aujourd’hui achevé. Il sera plus légers, moins gourmand en carburant que les avions ordinaires, et son fuselage sera entièrement fait de matériaux composites. Il réduira d'au moins 20% sa consommation en carburant, pour un avion de cet taille.
2 - Il y a aussi le A350 XWB d’Airbus, qui a aussi recours à ces matériaux, utilisant 53% de ceux-ci avec notamment du titanium, prévu pour fin 2012. Airbus compte même doubler (d'ici 10 ans) la part en terme de masse de matériaux composites dans ses avions. Et veulent même atteindre les 50%.
Avec Boeing, ces 2 grandes compagnies américaine sont dans une bataille d'aviation civile, en terme d'utilisation de ces matériaux. Le Dreamliner possède des ailes et un fuselage principalement en composites à base de fibre de carbone et d'epoxy, alors que l'Airbus prévoit un A350 avec des ailes carbone mais un fuselage à base d'un alliage métallique léger Al-Li (Aluminium-Lithium).
3 - Au Québec, deux avions seront produits d’ici 2012-2013 : la famille CSeries (consomme -20% de pétrole grâce à 70% d’utilisation de matériaux composites) et le Learjet.
4 – Une entreprise, Techspace Aero propose aux contructeurs d’avions, des moteurs plus légers, plus économique, et plus écologique. Et tout cela grâce aux matériaux composites ! L’objectif est, en 10 ans, de réduire la masse de ces moteurs de 30%.
5- On peut aussi voir de nouvelles recherches axées sur les biocomposites notamment avec des fibres issues de plantes. Les biocomposites sont des matériaux formés par une matrice (résine) et un renfort de fibres naturelles provenant usuellement des plantes ou de la cellulose (fibre de bois, chanvre,...). De plus, ils contribuent au respect de l'environnement car ils sont biodégradables, utilisés dans l'ingénierie des tissus, des applications cosmétiques et de l'orthodontie. Ces biocomposites ne sont pas encore prêts à être mis sur le marché pour des secteurs de pointe. L'industrie française s'intéresse grandement à ce type de matériau en ce moment.
On aura toujours recours aux autres métaux, mais en moins grande masse. Par exemple, on intégrera des fils métalliques au cœur des tissus fibreux des matériaux composites, et ainisi on assure la protection de l’appareil contre la foudre. Mais en tout cas, on intègrent ces matériaux composites à grande échelle dans l’industrie aéronautique pour remplacer des matériaux plus lourds comme l’acier, l’aluminium… Les matériaux composites vont révolutionner le processus de fabrication des avions.
Malgré tout cela, il y a des limites à leurs avantages. En effet, comme on ne les utilise que depuis moins d'un siècle, on ne connaît pas encore leur tournure sur le long terme. C'est-à-dire qu'il reste encore difficile de repèrer des problèmes techniques dans les avions en matériaux composites. Et trop peu de personnes sont formés dans ces reconnaissances. Pour le Boeing 787, comme c'est le plus connu des avions en matériaux composites pour le moment, on ne sait pas comment se comporte ces matériaux lorsqu'ils sont endommagés, et les dommages sont pratiquement invisibles. Un composite est préparée en combinant des couches multiples de fibres de carbone avec une résine époxy. Il a une plus grande résistance-poids élevé que l'aluminium, et il résiste à la corrosion. Mais il a différents problèmes de fatigue: il a tendance à casser, plutôt que de plier dans le temps comme un métal. Du coup, des recherches sont faites afin d'évaluer les dommages des matériaux composites. Une partie de cette recherche est effectuée par le "Comité de réparation d'avions commerciaux composite".
[ BIBLIOGRAPHIE :
http://www.boeing.com/commercial/787family/787-8prod.html
http://www.lesaffaires.com/archives/generale/voler-plus-leger-grace-aux-nouveaux-alliages/515324
http://www.planetoscope.com/electronique/1320-production-mondiale-de-materiaux-composites.htm ]
-
Commentaires