Matériau Innovateur à la Rescousse de l'industrie

06.06.2012

Nouveau Matériau en PPSU à Faible Densité Avec Bulles en Verre 3M Pour les Intérieurs d'avion

06.06.2012

Les voyageurs expérimentés connaissent l'importance de voyager léger. Ce diction populaire est particulièrement vrai dans les couloirs d'aéroport, aux portes d'embarquement et aux zones de récupération des bagages, car chaque gramme compte lorsque l'on voyage en avion. Plus un avion est lourd, plus il consomme de carburant et les compagnies aériennes en sont bien conscientes. Elles cherchent constamment des matériaux qui les aideront à réduire leur consommation de carburant, à protéger l'environnement et surtout à faire face aux prix croissants du carburant.

Même si aucune norme n'a encore été définie pour l'aviation, l'International Air Transport Association (IATA) a pris l'initiative de travailler avec l'industrie de l'aviation pour définir un calendrier visant à obtenir une croissante neutre en carbone et ultimement, une industrie dont l'apport en carbone dans l'atmosphère est nette zéro. (Source : «The IATA Technology Roadmap Report», émis en juin 2008.)

Des polymères plus légers pour réduire le poids des avions. REHAU, une société mondiale de transformation des polymères travaille avec 3M pour tenter de réduire le poids et trouver des solutions neutres en carbone. Depuis ses débuts en 1948, REHAU a été un leader des matériaux innovateurs à base de polymères pour la construction, l'automobile et l'industrie, à partir de l'ameublement et des appareils électroménagers jusqu'au transport. Il semble tout à fait naturel que REHAU et 3M, deux sociétés engagées depuis longtemps envers la durabilité, s'unissent pour produire des matériaux qui permettent une utilisation plus efficace des ressources.

Il y a plusieurs années, l'équipe de recherche et de développement de REHAU a commencé à évaluer des stratégies de réduction du poids pour les extrusions de plastique utilisées dans les intérieurs des avions. Leurs recherches ont démontré que les solutions comme la mousse n'étaient pas viables car les pièces résultantes ne réussissent pas à satisfaire les spécifications de rigidité et de robustesse requises. Ce que REHAU avait besoin était un additif réducteur de densité pour ses polymères PPSU et PEI existants – un produit qui assurerait un bon équilibre de légèreté et de propriétés mécaniques.

Une gamme de produits 3M spécifiques s'est démarquée : des microsphères en verre creux 3M visant à augmenter la performance, à réduire le poids et à améliorer le traitement d'une variété de systèmes de résine. Lorsqu'un grade pour le moulage par injection, Bulles en verre 3MMC iM30K, a été introduit en 2007, les deux entreprises ont évalué les possibilités. Les scientifiques de REHAU ont rapidement lancé un projet visant à développer un système de polymère de faible densité destiné spécialement pour l'industrie de l'aviation et ont fait appel à l'expertise et à l'expérience de 3M pour incorporer les bulles en verre dans les systèmes de résine.

Ce nouveau matériel avait pour but de réduire le poids des pièces d'au moins 10 % sans compromettre l'intégrité du système. Le PPSU et le PEI sont relativement coûteux mais en remplaçant une portion de la résine par des charges élevées de bulles en verre 3M, REHAU espère réduire le coût global du matériau ainsi que la densité.

Pendant deux ans, 3M a travaillé avec REHAU pour développer un nouveau matériau. Les bulles en verre 3M iM30K, avec une résistance à l'écrasement isostatique de 28 000 psi, ont été sélectionnées pour leur capacité de résister aux processus de fabrication les plus exigeants et pour conserver des propriétés comme la dureté de surface et la stabilité dimensionnelle des pièces finies. Pour REHAU, ces bulles en verre ont été traitées en surface pour renforcer la liaison entre la microsphère et le polymère et résoudre le problème de mousse initial.

Économies de carburant et émissions de carbone réduites : un avantage durable
Le nouveau matériau de REHAU, «RAU-FLIGHT», a été introduit à l'exposition «K Show» de 2012 à Düsseldorf, Allemagne. RAU-FLIGHT est conçu pour l'extrusion d'une variété de composants pour les cabines d'avion. Sans modifier les propriétés mécaniques des thermoplastiques, l'ajout des bulles en verre 3M permet d'obtenir une réduction de poids considérable : 10 % pour le PEI et 12,6 % pour le PPSU.

Pour l'industrie très compétitive du transport aérien, la réduction du poids pour améliorer l'économie de carburant est un moyen efficace de compenser pour la hausse fulgurante des prix du carburant. Les économies obtenues par le matériau rempli de bulles en verre RAU-FLIGHT ne permettent pas seulement de réduire le poids des pièces; en plus d'accroître l'efficacité énergétique, ce matériau favorise aussi la durabilité du point de vue de l'environnement.

Selon Bernd Kupferer, gestionnaire de l'unité commerciale pour les solutions de l'industrie de REHAU, RAU-FLIGHT pourrait aider les exploitants aériens à faire des économies de carburant importantes.

«Nous avons déterminé qu'un simple système de rampe pour un Airbus A320 fabriqué avec les nouveaux matériaux RAU-FLIGHT permettrait de réduire le poids de plus de 5 kg par avion, ce qui représente des économies d'environ 1 000 litres de carburant par année», dit Kupferer. «Si vous faites le calcul pour une flotte de 150 avions, pendant une durée de fonctionnement de 15 ans, les économies totales de carburant s'élèveraient à environ 2,25 millions de litres de carburant aviation. En plus de baisser les coûts pour la compagnie aérienne, il y aura une réduction importante des émissions de carbone». (Regardez la vidéo ici.)

Après avoir obtenu des réductions de poids impressionnantes pour les systèmes PPSU et PEI, REHAU veut élargir la famille des produits RAU-FLIGHT en ajoutant les bulles en verre dans d'autres matériaux comme les polyamides et en les utilisant pour les applications de moulage par injection. Grâce à la collaboration technique entre REHAU et 3M, l'avenir de l'aviation sera plus économe en combustible, ce qui prouve que le travail d'équipe et l'innovation n'ont pas de limite.