Des fibres de carbone de plus en plus biosourcées

Les fibres de carbones sont appelées à être de plus en plus utilisées dans les moyens de locomotions du futur : légères, flexibles et disposant d’une très haute résistance à la traction, ces qualités exceptionnelles sont parfaitement adaptées aux véhicules les plus gros (avions, automobiles) comme les plus petits (vélos, skis). Elles ont néanmoins deux défauts : elles coûtent chères à produire (environ 8.50 euros/kg) et sont fabriquées à partir de Polyacrylonitrile (PAN), polymère de l’acrylonitrile (VCN) synthétisé à partir d’hydrocarbures (propène).

Associer les fibres de carbone à de la biomasse…

Pour permettre de diminuer la quantité à utiliser, tout en conservant son efficacité, les ingénieurs de l’Institut Fraunhofer pour la recherche sur le bois (WKI) de Brunswick (Basse-Saxe) ont eu l’idée de construire des ossatures en fibres de carbone dont certaines surfaces sont complétées par du chanvre, du coton, du lin ou de la cellulose, le tout étant assemblé par une résine. Dans le cas d’une application à l’automobile, où le prix des fibres de carbone est encore prohibitif pour de nombreux modèles, un tel dispositif permet de réduire grandement les coûts en conservant une partie des avantages : le véhicule est plus léger et consomme moins de carburant tout en justifiant d’une rigidité plus importante.

Le WKI travaille encore sur la maturation de la phase d’industrialisation ainsi que sur le processus de recyclage de leur « nouveau » matériau, mais des tests concluants ont déjà été effectués sur une Volkswagen Sirocco dont l’habitacle a été remplacé : les performances sur la piste de course de Nürburgring (Rhénanie-Palatinat) furent très prometteuses.

… ou les produire à partir de biomasse

Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour la recherche appliquée sur les polymères (IAP) de Potsdam (Brandebourg) et de l’Institut pour les fibres de Brême (FIBRE) cherchent une nouvelle matière première pour les fibres de carbone : le papier. En effet, la lignine, biopolymère fabriqué à partir de la cellulose, devrait pouvoir remplacer la PAN dans les années à venir. C’est en tout cas l’objectif du projet « Fibres de carbone à base de Lignine » qui doit durer encore trois ans et permettre la mise au point d’un procédé industriel.

Le projet est soutenu par l’Agence pour les matières premières biosourcés (FNR) qui estime que le prix de la fibre de carbone pourrait ainsi passer de 8,5 euros/kg à 4 euros/kg terme, en partant du principe que les déchets à base de cellulose ont un coût quasiment nul. Airbus a déjà manifesté son intérêt pour l’achat de telles fibres de carbone. Le fabricant de papier StoraEnso soutient aussi le projet, y voyant une possibilité de valoriser ses immenses déchets de fabrication.

Pour en savoir plus, contacts :

– Site internet du FIBRE (en anglais et allemand) : http://en.faserinstitut.de/
– Site internet du WKI (en anglais et allemand) : http://www.wki.fraunhofer.de/en.html
– Site internet de l’IAP (en anglais et allemand) : http://www.iap.fraunhofer.de/en.html

Sources :

– « Baum in der Karosse: Forscher entwickeln Carbon aus Papierabfall », article de Wirtschaftswoche Green, 22/01/2015 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/wTvE9
– « Uberflieger-Material: Carbon soll durch Hanfzusatz billiger werden », article de Wirtschaftswoche Green, 28/01/2015 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/NPfH1

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