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Composites : À Nantes, le Cetim met le turbo sur les véhicules à hydrogène

Alexandre Couto
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Composites : À Nantes, le Cetim met le turbo sur les véhicules à hydrogène

Au sein du Technocampus Composites à Nantes, le Cetim étudie le procédé d'enroulement filamentaire sur un bras polyarticulé Kuka, calibré à chaque nouvelle production.

© Pascal Guittet

L’enroulement filamentaire représente une technologie clé pour les réservoirs des futurs véhicules à hydrogène. Au Technocampus Composites, le Cetim développe ce procédé en axant ses recherches sur la robotisation et les matériaux thermoplastiques.

Un rugissement de réacteur résonne dans l’air. Un avion a amorcé sa descente vers l’aéroport Nantes Atlantique, tout proche. « Vous comprenez pourquoi le Technocampus a été installé ici, lance Jean Le Guen, responsable d’équipe au pôle composites du Centre technique des industries mécaniques (Cetim). L’écosystème aéronautique est très présent. » Les noms sur la façade des bâtiments du Technocampus Composites le confirment : Airbus, Daher, Stelia Aerospace… Les équipementiers et les avionneurs ont pignon sur rue dans cette Mecque des matériaux composites construite en 2009, à Bouguenais (Loire-Atlantique), à une dizaine de kilomètres de Nantes, même si l’aéronautique n’est pas le seul secteur pour lequel travaillent les différents organismes de recherche sur place, dont l’IRT Jules Verne, le CEA Tech et le Cetim. Depuis quelques années, le Cetim s’est forgé une réputation dans le développement de technologies de rupture pour la mise en œuvre des composites. Pour preuve, les JEC Composites innovation awards fièrement exhibés dans ses locaux au Technocampus. « Nous les avons remportés avec notre procédé de production de composites thermoplastiques QSP [Quilted stratum process, ndlr]. C’est l’un des rares à pouvoir relever le défi de la haute cadence dans le secteur automobile », assure Jean Le Guen.

Le Cetim planche également sur un autre procédé de production à haute cadence qui retient particulièrement l’attention des équipementiers automobiles : l’enroulement filamentaire. Il consiste à enrouler un fil de carbone enduit de résine – le plus souvent thermodurcissable – autour d’une forme, pour la consolider. Après la polymérisation de la résine, les propriétés mécaniques du matériau sont proches de celles de l’acier, le poids en moins. Une technologie adaptée à la fabrication de corps creux à haute performance mécanique comme les conduites ou les réservoirs sous pression.

Gagner du temps en se passant de l'étape de cuisson

« À l’origine, l’enroulement filamentaire intéressait avant tout l’industrie pétrolière et gazière, indique Jean Le Guen. Mais depuis peu, nous avons une demande croissante du secteur automobile. » Ceci s’explique par l’essor attendu véhicule à hydrogène, qui implique de repenser en profondeur les systèmes d’énergie. Car pour stocker suffisamment d’hydrogène dans un véhicule, il faut monter en pression, jusqu’à 700 bars, un niveau particulièrement élevé qui exige des réservoirs ultra-performants. « Aujourd’hui, l’automobile tire la R&D dans l’enroulement filamentaire, notamment sur le plan de la réduction des temps de cycle. »

Pour répondre à la demande, le Cetim a développé le Spide TP, un démonstrateur entièrement robotisé utilisant des matériaux prometteurs : les thermoplastiques. Plusieurs réservoirs cylindriques produits avec cette plate-forme sont entreposés dans le vaste atelier. En observant leur surface noire aux reflets moirés, on constate la précision géométrique des fibres qui leur confère une esthétique indéniable. Ces nervures luisantes, si bien imbriquées les unes dans les autres, sont de fines bandes de thermoplastique, un polyamide, enrobant plusieurs longues fibres de carbone. Il s’agit d’un semi-produit appelé « tape », ou ruban.

Sur la tête de[…]

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