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Une technologie à puissances pulsées pour le recyclage des matériaux composites

News International-French

21 Dec 2017

L’objectif de ce projet est d’industrialiser une méthode de recyclage originale basée sur l’utilisation de courant électrique en pulsion pour séparer la résine des fibres. Simple et innovante, cette méthode permet de récupérer une fibre de carbone aux propriétés inchangées, sous ses formes les plus valorisables.

Elaborée à partir d’un dérivé pétrolier, la fibre de carbone nécessite beaucoup d’énergie lors de sa fabrication. Pour limiter l’impact environnemental lié à l’utilisation de cette fibre, une solution de recyclage est indispensable. Nénamoins, il est difficile de séparer les fibres de carbone de la résine qui les imprègne. C’est pourquoi la plupart des déchets CFRP collectés en France sont aujourd’hui soit incinérés, soit enfouis. 

Face au défi majeur que représente le recyclage de ces déchets, un partenariat s’est structuré depuis plusieurs années entre SUEZ R&V OSIS FM, spécialiste dans la gestion des déchets industriels, et Xcrusher, une start-up spécialisée dans les puissances pulsées appliquées au domaine de l’environnement, afin d’établir une solution adaptée de traitement. 

Objectifs

Déchet non-polymérisé
L’objectif de ce projet est d’industrialiser une méthode de recyclage originale basée sur l’utilisation de courant électrique en pulsion pour séparer la résine des fibres. Simple et innovante, cette méthode permet de récupérer une fibre de carbone aux propriétés inchangées, sous ses formes les plus valorisables.

L’ambition est de mettre au point une installation industrielle capable de recycler :

  • Les chutes de production aéronautique avant mise en forme (matériaux non cuit = cru) ; 
  • Les déchets issus du démantèlement d’avions en fin de vie et les chutes de production aéronautique après mise en forme (pièces cuites). 

Résultat : une fibre recyclée sans aucune résine à sa surface, aux propriétés mécaniques identiques à celles d’une fibre neuve. Autre point positif, le procédé consommera très peu d’énergie et n’utilisera pas de procédé chimique. L’objectif de ce projet est alors plus globalement de démontrer l’efficacité et la profitabilité d’une telle installation en tant que nouvelle filière de recyclage. 

Déroulement
La phase pilote du projet, basée en Île-de-France, aura pour but de concevoir, d’exploiter et d’ajuster le procédé grâce à des retours d’utilisateurs et à une caractérisation avancée de la fibre recyclée. D’ici fin 2019, le procédé sera industrialisé pour aboutir à une unité opérationnelle capable de traiter 300 tonnes de déchets par an. 

Résultats attendus
Le caractère innovant de ce projet réside dans les formes possibles de la fibre sortante. Sous sa forme longue, la fibre recyclée, identique à de la fibre neuve, est remise en bobine. Broyée, de la fibre courte ou de la poudre sont obtenues. 

Une technologie à puissances pulsées pour le recyclage des matériaux composites

Le projet RCC aboutira à la mise sur le marché d’une fibre recyclée dont le rapport qualité/prix permettra des applications jusque-là inaccessibles à ce type de matériaux. La mise en place d’une nouvelle filière de recyclage débouchera sur la création d’emplois au sein des futures usines de recyclage, mais aussi chez les utilisateurs de ces fibres développant de nouveaux produits. 

La conséquence directe de cette nouvelle filière sera la diminution de la quantité de déchets incinérés ou enfouis. Le procédé permettra aussi une économie importante en énergie primaire, et n’utilisera pas de solvants. Par ailleurs, une solution de valorisation de la résine séparée de la fibre sera étudiée. 

Application et valorisation

Echantillon réalisé à partir de fibre de carbone recyclée

Les différentes formes de fibres issues du procédé permettront de nombreuses applications:

  • En bobine, elle peut prétendre aux mêmes applications qu’une fibre neuve. Les procédés de tissage, d’alignement et d’imprégnation permettront des applications de pièces semi-structurelles à structurelles dans l’aéronautique, l’automobile ou encore les sports et loisirs.
  • Courte de quelques millimètres, elle trouve tout particulièrement sa place dans des pièces automobiles de grande série à performance intermédiaire, comme des sièges ou des planchers.
  • En poudre, ses propriétés électrochimiques la destinent notamment à des applications dans le domaine du stockage de l’énergie. La mise au point d’une telle unité industrielle, facilement réplicable et créatrice de valeur, est très prometteuse pour le recyclage des matériaux composites à fibre de carbone.