Futuris s'intéresse à un projet européen et chinois qui cherche à intégrer des fibres naturelles dans les matériaux composites que l'on trouve à bord des avions. Reste à tester leur solidité et leur résistance au feu.
Aujourd'hui, la plupart des avions sont fabriqués principalement à partir d'aluminium et de fibres de carbone ou de composites à base de fibres de verre.
S'il semble n'y avoir aucune alternative évidente pour les éléments qui doivent être les plus solides, qu'en est-il pour les structures secondaires comme l'habitacle ? Pour le savoir, nous accompagnons à bord d'un avion, Jens Bachmann, le co-coordinateur du projet ECO-COMPASS qui est centré sur cette question.
"Ici, on peut voir des exemples d'équipements qu'on essaie de remplacer par d'autres conçus à partir de matériaux naturels comme l'habillage du plafond et des parois et les compartiments de rangement," nous montre-t-il. "Actuellement, ils sont faits avec un genre de matériau très léger en sandwich qui comporte de la fibre de verre en surface : c'est ce qu'on espère remplacer par des fibres naturelles issues du lin," nous décrit-il avec ancien et nouveau matériaux en mains.
Les fibres naturelles sont plus légères que les fibres de carbone. Leur production est moins énergivore et elles atténuent davantage le bruit.
Dans le cadre de ce projet de recherche européen et chinois, des scientifiques utilisent ces avantages : ils ont conçu des composites éco-performants à partir de fibres de lin, de fibres de carbone recyclées et de résines organiques.
"Le point le plus important qu'on aimerait améliorer dans ces matériaux, c'est leur inflammabilité," précise Jens Bachmann. On veut aussi modifier leurs caractéristiques mécaniques en renforçant l'adhérence entre les fibres et les résines," ajoute-t-il. On s'assure aussi constamment que ces nouveaux matériaux soient plus légers que ceux d'aujourd'hui," assure-t-il.
"Aspect sécurité"
Pour voir comment ces nouveaux matériaux réagiront dans des conditions de vol, les chercheurs réalisent des tests, notamment au laboratoire INEGI de Porto. Nous assistons à une expérience où l'on peut voir le champ de déformation d'un échantillon soumis à une force de traction.
Les données recueillies permettent d'élaborer des modèles informatiques qui simulent les différentes conditions auxquelles sont soumis les éléments d'un avion.
"Nous devons savoir quelles sont les limites de ces matériaux avant de les utiliser en situation normale parce que bien sûr, nous devons nous occuper de l'aspect sécurité," fait remarquer Carmen Sguazzo, spécialiste en matériaux composites au sein d'INEGI.
Les fibres naturelles sont très inflammables, or la sécurité des passagers exige que les matériaux présents dans l'habitacle résistent au feu. Autre test réalisé sous nos yeux : un nouveau composite d'origine naturelle résiste alors qu'à côté, le liège, autre matériau que l'on trouve dans les composites, s'enflamme.
"La principale activité de recherche qu'on va faire sur ces matériaux," indique Jacques Cinquin, expert senior matériaux composites chez Airbus, "c'est la tenue au feu : comment la modifier ? Comment l'améliorer ? Est-ce qu'on va mettre des protections de surface ? Est-ce qu'on va ajouter des additifs à l'intérieur de la résine pour qu'elle ne brûle pas ? C'est tout l'enjeu des travaux de recherche qui sont réalisés dans ce projet," conclut-il.
Collaboration avec des constructeurs aéronautiques
Les partenaires chinois du projet développent quelques-uns des composites d'origine naturelle qui sont ensuite testés dans les laboratoires européens, le tout en collaboration avec des constructeurs aéronautiques.
"Nous coopérons avec Airbus par exemple, mais aussi avec l'industrie aéronautique chinoise pour démontrer les atouts de ces matériaux d'origine naturelle," souligne Xiaosu Yi, co-coordinateur du projet ECO-COMPASS et professeur d'ingénierie et sciences des matériaux au Centre des composites AVIC. "C'est une combinaison intéressante : elle est bonne pour la nature, l'environnement, les ressources et les applications dans l'aviation," renchérit-il.
Avant de remplacer tous les composites que l'on trouve sur les avions par des solutions plus éco-performantes, on peut déjà les modifier en y intégrant des composants naturels. Le succès de cette étape donnera son envol à ces nouveaux matériaux.