En quête de performance à la fois technique et environnementale, les constructeurs de bateaux de course misent plus que jamais sur l’innovation par les matériaux. Lors du Vendée Globe 2020, plusieurs skippers ont exprimé leur volonté d’intégrer des équipements répondant à ces nouvelles exigences. Face à ces enjeux, le projet CIRCLE, soutenu par le Carnot MICA, a permis de développer des composites thermoplastiques (TP) recyclés à hautes performances.
Le défi des composites dans le nautisme
Les matériaux composites renforcés de fibres (de verre, de carbone ou végétales) sont aujourd’hui incontournables dans la fabrication des voiliers de course. Offrant une grande résistance à la fatigue et un excellent rapport rigidité/poids, ils permettent d’optimiser la performance des embarcations tout en réduisant leur impact environnemental. Pourtant, leur recyclage demeure un défi majeur.
Dans ce contexte, les composites thermoplastiques offrent une alternative intéressante grâce à leur capacité à être fondus et retravaillés (contrairement aux composites thermodurcissables historiquement employés).
Le projet CIRCLE : donner une seconde vie aux composites thermoplastiques
Mené par les équipes de recherche de l’IRMA et du Cetim, et soutenu par le Carnot MICA, le projet CIRCLE a prouvé qu’il est possible de recycler un composite en polyamide renforcé de fibres de verre (PA6/FV) grâce au procédé Thermosaïc® (TRL 5-6). Concrètement, cette technologie développée par le Cetim, permet de convertir des déchets composites TP (chutes de production & produits en fin de vie) en semi-produits (panneaux), susceptibles à leur tour d’être usinés, surmoulés, thermo-estampés…
L’innovation du projet repose sur une autre technique avancée : le placement de fibres automatisé AFP (Automated Fiber Placement). Ce procédé maîtrisé et mis en œuvre par IRMA, consiste à déposer avec précision des rubans de composite TP (appelés tapes) sur les panneaux de composite recyclé, afin d’améliorer localement leur rigidité et leur résistance.
Les nouveaux matériaux obtenus, ont été consolidés par thermo estampage sur la ligne QSP® du Cetim. Les performances atteintes sont impressionnantes : en ajoutant seulement 20 % de tapes en PA6/FC sur des panneaux obtenus par le procédé Thermosaïc® (PA6/FV), les performances mécaniques des composites recyclés ont été nettement améliorées : +50 % de résistance à la rupture en traction & en flexion !
Ces avancées permettent d’envisager la fabrication d’équipements à partir de composites à la fois recyclés et performants, ouvrant la voie à une réduction de la dépendance aux matières vierges issues de ressources non renouvelables.
Une innovation au service de l’industrie nautique et au-delà
Les démonstrateurs réalisés dans le cadre du projet CIRCLE, montrent que le recyclage des composites thermoplastiques est une solution techniquement viable pour l’industrie nautique. Au-delà de ce marché, ces avancées intéressent également l’aéronautique, l’automobile et les énergies renouvelables, où l’allègement des structures et la maîtrise du cycle de vie des matériaux/produits sont des enjeux clés.
