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Si les transports jouent un rôle essentiel dans la société et l’économie, ils représentent également un coût important pour l’environnement. En réalité, le secteur des transports est responsable de près d’un quart des émissions totales de gaz à effet de serre en Europe, ce qui en fait l’un des principaux moteurs du changement climatique. Ce secteur a également la fâcheuse particularité d’être la principale cause de pollution atmosphérique dans les zones urbaines.
Si l’Europe veut atteindre son objectif consistant à réduire les émissions de carbone d’au moins 55 % d’ici 2030, le secteur des transports doit assainir ses comportements. Cela implique non seulement l’utilisation de véhicules plus efficaces, mais aussi le développement de processus de fabrication plus efficaces.
Le projet RECOTRANS, financé par l’UE, entend faire les deux.
«D’une part, l’intégration de matériaux légers dans la conception des véhicules contribue à réduire le poids total, ce qui permet au véhicule d’aller plus loin en utilisant moins d’énergie», explique Rocío Ruiz Gallardo, chercheuse au sein du Sustainable and Future Mobility Group, l’un des principaux partenaires du projet. «D’autre part, si le processus de fabrication manque d’efficacité, vous annulez pratiquement les économies d’énergie liées au matériau.»
Pour résoudre ce double problème, le projet a mis au point un processus de pointe pour la fabrication de matériaux légers destinés au secteur des transports. «Notre procédé fait appel à des technologies de fabrication non conventionnelles, comme le rayonnement micro-ondes et l’assemblage au laser, pour créer des matériaux composites thermoplastiques», explique Rocío Ruiz Gallardo.
Les composites thermoplastiques ne présentent pas l’instabilité chimique des composites polymères traditionnels. Cela signifie qu’ils peuvent être aisément ramollis par la chaleur et moulés à la forme souhaitée sans dégradation de l’intégrité du matériau. Une fois refroidi, le matériau se solidifie pour prendre la forme finale, comme une porte de voiture, un système de suspension de camion ou un panneau intérieur de train.
«Les matériaux composites étant plus résistants et plus légers que les matériaux traditionnels, ils peuvent réduire le poids d’un véhicule de près de 30 %», souligne Rocío Ruiz Gallardo. «Un tel gain de poids se traduit à la fois par des économies d’énergie et une augmentation des performances.»
Selon Rocío Ruiz Gallardo, les composites de RECOTRANS présentent l’avantage environnemental supplémentaire d’être fabriqués à partir d’une résine thermoplastique, développée par Arkema, partenaire du projet, qui permet de recycler les produits. «Ces pièces légères pour véhicules sont non seulement plus durables, mais au terme de leur vie, elles peuvent être recyclées en de nouveaux produits et pièces, favorisant ainsi une économie circulaire», ajoute-t-elle.
RECOTRANS a développé plusieurs technologies innovantes. Pour assurer des volumes de production élevés, le projet utilise la technologie des micro-ondes pour les lignes de fabrication de moulage par transfert de résine et de pultrusion.
«Cette méthode de fabrication novatrice permet d’augmenter les taux de production en accélérant le temps de polymérisation de la résine thermoplastique, explique Rocío Ruiz Gallardo. «Cette réduction du temps de cycle permet de réduire la consommation totale d’énergie.»
RECOTRANS a également fait appel à la technologie d’assemblage par laser pour développer une méthode d’assemblage rentable des composites polymère-métal, réduisant le poids des composants en intégrant totalement le composite à la pièce métallique.
Efficacité et réduction des coûts
D’après les premières évaluations, l’efficacité et les économies de coûts du système sont remarquables. Par exemple, en ce qui concerne la fabrication, le système RECOTRANS peut réduire le temps de production de 10 à 50 %, et les coûts jusqu’à 35 %. En outre, les estimations indiquent que l’utilisation de ces technologies pourrait réduire la consommation d’énergie de 10 %.
Quant aux pièces composites produites, Rocío Ruiz Gallardo affirme que les utilisateurs finaux en profiteront également. «En comparaison avec des pièces métalliques conventionnelles équivalentes, nos pièces composites permettront une réduction significative du poids des automobiles, des camions et des trains, ce qui pourrait se traduire par d’importantes économies.»
Pour étayer ces affirmations, RECOTRANS estime une réduction de poids de 64 % pour les camions, de 63 % pour les automobiles et de 57 % pour les trains. En outre, les économies financières (par pièce) pour les acheteurs et les utilisateurs peuvent atteindre 40,80 EUR pour les pièces de camions, 2,10 EUR pour les pièces automobiles et 6,60 EUR pour les pièces de trains.
Sans oublier les avantages environnementaux de l’utilisation de ces pièces légères. «Nos pièces composites sont susceptibles de réduire les émissions de CO2 d’un véhicule de 39,8 kg pour les camions et de 40,3 kg pour les automobiles», conclut Rocío Ruiz Gallard. «De telles réductions permettront au secteur des transports de tenir les promesses faites dans le cadre du pacte vert pour l’Europe.»