Les nouvelles composites

AVRIL 12
Mensuel
48/50 RUE BENOIT MALON
94250 GENTILLY - 01 77 92 92 92
Surface approx. (cm²) : 1654
N° de page : 43-45
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TECHNOLOGIE!
INNOVATION
Les nouvelles composites
Treize entreprises et leurs partenaires seront primés lors du salon JEC Europe,
salon professionnel des composites qui aura lieu du 27 au 29 mars 2012.
Ce programme permet de promouvoir l'innovation et de révéler chaque année
les nouveautés composites qui changeront le monde de demain. Un aperçu de
ces innovations.
F
rédérique Mutel, p dg du groupe
JEC, explique « l'Europe domine le
marché mondial en termes de procédés de production JEC est un observatoire
international de l'innovation sur le marché
des composites En Europe, tous les efforts
se tournent vers I automatisation de la production, qui est un enjeu clé pour l'industrie
européenne des composites Ainsi, 52% des
brevets composites déposés en Europe sur
la période 2010-2011 concernaient des
innovations 'procédés', une proportion sans
équivalent dans le reste du monde. Aux
États- Unis et au Japon, ce taux s élève respectivement à 23% et 16% Quant a la Chine,
elle privilégie les innovations relatives aux
matières premières Les JEC Europe Inno
vation Awards 2012 sont le reflet de cette
tendance »
La compétition des JEC Innovation Awards
2012 bénéficie du soutien actif d UMECO,
d'Aviation Week, d Innovation & Industrie
et du JEC Magazine Tous les secteurs du
marché des transports, de I aéronautique a
I automobile en passant par le ferroviaire
et le naval, font appel aux composites pour
améliorer leur production
Aéronautique
EADS (France) est pnmée pour le nouveau systeme d'essai non destructif pour
l'inspection des pièces en composites Son
réseau de partenariat Airbus (Espagne),
Airbus (France),Tecnatom SA (Espagne),
iPhoton Solutions (Etats-Unis) Cette technologie uthse des lasers pour générer et
détecter des ondes ultrasonores dans les
matériaux composites Le nouveau système fait appel a des robots articulés pour
positionner une tête d'inspection autour
des pièces à contrôler Les robots articulés
apportent une flexibilité exceptionnelle
pour l'inspection des pieces en composites
de forme complexe, quelle que soit leur
taille La proportion de composites et leur
complexité ont augmente spectaculairement desn les derniers programmes aéro
nautiques, notamment le Lockheed Martin
F-35, le Boeing 787 et les Airbus A400M et
ASSO XWB Alors que la production de ces
programmes monte en puissance, le sec-
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Lé nouveau systeme fait appel a des
robot articulés pour positionner une tête
d'inspection autour des pièces à
contrôler.
teur sera bientôt très demandeur de nouvelles machines d essai non destructif
Les principaux avantages
Du point de vue technique, les principaux
avantages de cette innovation résident dans
la possibilité de générer et de détecter les
ondes ultrasonores à des angles atteignant
45° par rapport a la surface de l'éprouvette,
avec une portée de 2 rn ±0,25 rn En outre,
elle n'utlise pas d'eau de couplage En
termes de production, cette innovation permet d'éliminer la plupart des outillages
spéciaux de positionnement des pieces,
réduit la manipulation des pieces et minimise les délais de mise en place et de
préparation, ce qui contribue à accélérer
les cycles d'inspection et à améliorer les
cadences de production Cette innovation
pourrait diviser par 10 les coûts d'inspection des formes tres complexes Elle réduit
aussi nettement le temps total d'inspection,
ce qui aide les constructeurs aéronautiques
à maintenir de bormes cadences de pro
duchon avec un investissement moindre
Du point de vue économique, l'innovation
réduit les dépenses d'investissement totales
et les coûts de main d'oeuvre, limite le
nombre d'opérateurs qualifiés et améliore
les délais de livraison.
Automobile
AXON (Royaume-Uni) est pnméc pour
la voiture Axon, d'un poids de 500 kg, dotée d'une structure entièrement en carbone conçue pour une production modulable et adaptée aux véhicules roulant aux
nouveaux carburants et aux vehicules de
prestige Son réseau de partenariat Toray
(Japon, fibres) Eurocarbon (Pays Bas,
tressage). Scott Bader (Royaume-Uni,
nouvelle formulation de resine) Bedes
Toolmg (Royaume-Uni, modèles) La caisse en carbone est intégrée a la voiture hy
bride rechargeable Axon Linnovation
matière réside dans l'utilisation d'une
tresse sur une préforme en mousse, ce qui
permet de créer une structure tissée SD
a l'aide de plusieurs préformes drapées a
la machine puis moulées par infusion
pour former des poutres La structure interne de ces poutres résiste au flambage
et à la déformation L'âme de la préforme
est constituée d'une mousse polyéthylène basse densité a alvéoles fermées, qui
est placée dans un outil fermé à plusieurs
cavités puis mise en forme par VARTM
L'âma en mousse se dilate pendant le
processus puis «épouse la forme de l'outillage La technologie Axontex™ se caractérise par la présence d'âmes de cisaillement à I interieur de la poutre, qui
lui confèrent une résistance et une rigidité élevées alliées à une grande légèreté, ce qui permet de realiser des compo
sants présentant un haut degré de
courbure L'introduction de charges pour
les ceintures de securite, les supports du
moteur, les sièges et les structures d'absorption des chocs vient compléter ce système de caisse En collaboration avec ses
fournisseurs, Axon a mis au point un nouveau système de résine plus tenace qui
conserve le niveau de rigidité et de résistance de l'epoxy classique tout en étant
moins coûteux et plus facilement personnalisable Plutôt que de remplacer les
matériaux des architectures existantes, le
développement de nouvelles configurations composites et des procédés de fabrication associés permet de créer des
composants innovants et rentables offrant
une nouvelle fonctionnalité
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La caisse en carbone est intégrée à la voiture hybride. La matière est constituée d'une tresse sur une préforme en mousse.
Principaux avantages
Le véhicule est beaucoup plus léger que
les concepts classiques avec une conception dè nouvelles architectures automobiles sur mesure à un prix abordable. Les
outillages sont peu coûteux pour une production rentable et industrialisable par
ajout d'outillage à la demande. Les véhicules ultralégers compatibles avec les
transmissions électriques sont moins
gourmands en carburant et produisent
moins de C02. Par ailleurs, le remplacement rapide des modèles pour des cycles
modèles plus courts est d'une plus grande compétitivité. La conception modulaire permet de remplacer les outillages
d'une plateforme à l'autre à moindre coût.
Les constructeurs établis qui fabriquent
en petite série des véhicules de prestige
à carrosserie acier peuvent fixer des panneaux en acier peint sur la caisse en carbone. Quant aux nouveaux constructeurs,
cette innovation leur permet d'utiliser de
nouveaux matériaux de surface pour
leurs caisses. Les deux types d'applications font appel à un concept de montage des véhicules dans lequel les composants sont installés sur la caisse en
carbone et les systèmes de fermeture sont
montés en dernier afin de simplifier au
maximum la production et de minimiser
les risques d'endommagement des panneaux. La technologie de caisse en carbone Axon a été lancée à l'occasion des
salons CENEX Low UK Carbon Vehicle
2011 et Innovate 2011, au London
Business Design Centre.
Ferroviaire
TCI (France) et son partenariat
SNCF (France) ont été primées pour l'atténuateur
Le dispositif est
raccordé au circuit d'air
comprimé du circuit de freinage
et dispose d'un robinet et d'un tube
d'échappement qui atténue le bruit.
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de bruit utilisé par le personnel de voie
lors de la constitution dcs trains. Le principal objectif de cet atténuateur est d'assurer la protection auditive du personnel
lors des essais de freinage d'un train. Le
dispositif est raccordé au circuit d'air
comprimé du circuit de freinage et dispose d'un robinet et d'un tube d'échappement qui atténue le bruit. A l'exception
du robinet, les pièces sont réalisées en
composite • tissu de verre, tissu de paraamide kevlar0 et résine époxy ainsi qu'un
complexe absorbant textilo-plastique
cousu. L'appareil de base assure la protection auditive. Une deuxième version
est équipée d'un contrôleur de pression
qui informe l'opérateur : si la pression est
inférieure ou égale à 7,5 bar, il n'autorise
pas le départ du convoi ferroviaire. Parmi
les principaux avantages : la réduction du
bruit : 75 dB à peine (à 80 cm de l'oreille
de l'opérateur) contre 120 dB pour les
systèmes classiques, l'allégement grâce
aux composites. L'appareil pèse 800 g
contre I 800 g pour les systèmes précédents. Le personnel utilise ces atténuateurs dc bruit car ils présentent des performances très supérieures.
Energie éolienne
Gamesa (Espagne) a été primée pour la
plus grande pale d'éolienne au monde, la
G128 Le réseau de partenariat Blade
Test Center (Danemark), SSP Technologies AS (Danemark), Fiberline AS
(Danemark), Kinder (Espagne), Mecanizados Astorkia (Espagne). La pale G128
est la première pale compsite modulaire
du marché. En moyenne, son poids est
inférieur de plus de 40 % à celui des pales
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équipent
les éoliennes multimégawatt actuelles. La
pale GlOx est dotée de plusieurs
sous-systèmes qui apportent à la turbine
une fonctionnalité nouvelle : capteurs de
contraintes intégres aux stratifiés (pour
réduire les charges transmises à l'éolienne), capteurs dc précontrainte intégrés
aux boulons du joint intermédiaire (pour
garantir le montage correct des pales), système de protection parafoudre très
efficace adapté à la taille et aux exigences
de modularité, balise lumineuse optionnelle en bout de pale.
Principaux avantages
La conception des pales G lux réduit le
coût de l'énergie produite par l'éolienne
terrestre GlOx-4,5 MW et permet de l'installer sur des terrains difficiles. La méthode de montage de transport est identique
à celle utilisée pour les éoliennes de 2 MW
La puissance des éoliennes terrestres actuelles n'excède pas 2 à 3 MW II n'est pas
possible d'installer des turbines de plus
grande taille à terre en raison des restrictions de transport associées aux longueurs
de pale supérieures à 50m. Gamesa a surmonté cette limitation avec le modèle
GlQx-4,5 MW L'éolienne GlOx-4,5 MW est
la seule turbine multi-mégawatt terrestre
pouvant être installée sur les terrains complexes, qui représentent actuellement le
principal segment du marché éolien.
La conception
des pales réduit
le coût de
l'énergie
produite par
l'éolienne.
Industrie
Airborne (Pays-Bas) a été primée pour
son système de tuyau thermoplastique
enroulable pour lindustrie du pétrole et
du gaz naturel. Le réseau de partenariat
: Statoil (Norvège), Shell (Pays-Bas), MCS
Kenny (Royaume-Uni). Le tuyau est produit en longueur continues de plusieurs
kilomètres ct enroulé sur une bobine
pour I etransport. Il utilise un concept
monomatériaux entièrement consolidé :
le revêtement intérieur et extérieur et les
couches composites structurales sont
tous constitués du même matériau polymère thermoplastique et les différentes
couches sont fusionnées pour former une
paroi de tuyau consolidée. On obtient
ainsi un tuyau très léger, robuste, résistant et rigide qui reste facile à enrouler
grâce à l'utilisation de matériaux thermoplastiques ductiles et résilients. Ce
concept est radicalement nouveau dans
un secteur qui utilise actuellement des
tuyaux souples dont les couches de renfort en acier ne sont pas liées les unes
aux autres. Ce tuyau est capable de supporter des pressions élevées, jusqu'à 2
DOO bar, de fortes pressions et pressions
externes dans les applications en eaux
profondes, 300 bar à une profondeur de 3
000m, et les importantes contraintes de
flexiob associées à l'enroulement. Les
matériaux thermoplastiques lui confèrent une bonne résistance chimique et
une excellente résistance aux chocs. La
solidité dcs parois permet d'utiliser des
embouts métalliques simples et robustes
pour raccorder le tuyau au reste de l'installation. Ce tuyau est rparable sur place.
Le marché de cc nouveau concept de
tuyau est estimé à plusieurs centaines de
millions € par an et devrait se développer ces prochaines années.
Principaux avantages
La réduction des risques est une préoccupation majeure dans le secteur extrêmement sensible et conservateur de l'exploitation pétrolière et gazière. Le tuyau est
très léger, présente une haute résistance à
la fatigue et aux attaques chimiques (aucune corrosion). Outre la réduction des
coûts d'exploitation, ce concept ouvre de
nouvelles possibilités d'amélioration dc la
récupération du pétrole ou de gaz naturel
d'un même puits. •
Ce tuyau est capable de supporter des
charges élevées : pression, tension tout
en étant facile à enrouler.
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