L'engagement envers la circularité et le recyclage des composites a été mis à l’honneur aux JEC Composites Innovation Awards. La cérémonie de remise des prix, organisée le 8 février à Paris, a distingué différents projets répartis dans onze catégories telles que le sport, le bâtiment, l’aérospatial et l’automobile. Parmi eux, trois projets ont remporté le trophée pour leur contribution à la réduction des déchets composites. Focus sur ces avancées technologiques et matériaux promettant d'apporter une dimension plus durable à ce secteur en pleine évolution.
Promouvoir la réutilisation des composites
Le prix JEC dans la catégorie « Circularité & recyclage » a récompensé le « Glassene », un matériau développé par un consortium mené par l'entreprise britannique B&M Longworth dans le cadre du projet Emphasizing. Ce matériau issu du recyclage de composites à fibres de verre vise à avoir un coût est comparable à celui du verre mais des « performances équivalentes à celles de certaines fibres de carbone, tout en ayant un faible impact environnemental selon une analyse de cycle de vie (ACV) favorable », selon la société.
Le point de départ repose sur la technologie « pressolyse Deecom » de B&M Longworth, initialement conçu pour éliminer les déchets de polymère des filtres en plastique et des équipements de production. Deecom a été adapté pour traiter le polyester renforcé de fibre de verre (PRV) provenant de diverses sources telles que l'éolien afin d'obtenir d'un côté des fibres de verre et le polyester de l'autre.
Le procédé utilise de la vapeur surchauffée sous pression pour pénétrer dans les fissures microscopiques du polymère du composite. La répétition de cycles de compression-décompression aboutit à ôter le polymère des fibres de verre sans les altérer. En outre le procédé retire aussi les agents d'ensimage des fibres (qui permettent l'accrochage des fibres à la matrice), ce qui permet d'obtenir un matériau en verre pur réutilisable.
La deuxième étape consistera à utiliser du graphène, en faible quantité, comme agent d'ensimage des fibres de verre pour leur conférer des propriétés mécaniques supérieures.
Démonter les composites en fin de vie
Une solution qui rend circulaires les pales de turbine à base d'époxy sans modifier la conception ou la composition du matériau. C’est Blade Circularity, une innovation distinguée aux JEC Awards dans la catégorie « Énergies renouvelables », qui a été développée dans le cadre du projet CETEC (Circular Economy for Thermoset Epoxy Composites), fruit de la collaboration entre Vestas, Olin, l'Institut technologique danois et l'Université d'Aarhus.
Le matériau composite des pales pose un défi en matière de recyclage, en raison de la nature thermodurcissable de sa matrice. Selon Vestas, la caractéristique principale de ces composites, leur résistance alliée à une légèreté remarquable grâce à la liaison fibre-époxy, est également ce qui rend plus complexe leur recyclage. Le procédé développé par CETEC s'attaque à cette problématique en employant une méthode chimique pour décomposer la résine époxy en matériaux de qualité équivalente à ceux vierges.
Ce processus se déroule en deux étapes : tout d'abord, les composites thermodurcissables sont désassemblés en fibres de renforcement et en résine époxy. Ensuite, via un processus de « chimiocyclage », l'époxy est transformé en éléments de base similaires aux matériaux neufs. Ces matériaux peuvent ensuite être réintégrés dans le cycle des énergies renouvelables, ouvrant ainsi de nouvelles voies vers une circularité totale pour la résine époxy.
Surveiller l’état des pales pour allonger leur durée de vie
Dans l'industrie éolienne, surveiller l'état des pales est essentiel pour assurer des performances optimales et une sécurité maximale. C'est là que ReliaBlade entre en jeu. Développée par un consortium composé de Ceko Sensors, Force Technology, Siemens Industry Software, la Technical University of Denmark et Zebicon, cette solution primée dans la catégorie « Numérique, IA & Data », associe un modèle numérique à un signal de capteur en direct, offrant ainsi une méthode innovante pour évaluer en temps réel les performances des pales d'éoliennes.
La numérisation des pales d'éoliennes, y compris de leurs matériaux, pourrait accélérer le développement de nouveaux matériaux adaptés, améliorer la fiabilité des pales et rendre l'énergie éolienne plus rentable. Cependant, numériser les pales tout au long de leur cycle de vie présente des défis, notamment en raison de l'influence des propriétés des matériaux sur les paramètres du processus de fabrication, de la surveillance complexe de l'état de la structure et de la modélisation difficile de la réponse des pales sous des charges complexes.
En combinant des capteurs physiques et virtuels, ReliaBlade permet de décrire les performances structurelles des pales in situ, en prenant en compte les propriétés des matériaux, les processus de fabrication des pales et l'historique des chargements. Une solution qui, à terme, devrait permettre d’allonger la durée de vie et réduire les déchets issus de cette source d’énergie.
