La fibre de carbone remplace l'acier et le béton armé

© Photo : carbon.hut.ruLa fibre de carbone remplace l'acier et le béton armé
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Les avionneurs russes utilisent activement un matériau nouveau : le plastique à renfort fibre de carbone (PRFC) ou tout simplement la fibre de carbone. Boeing et Airbus s'en servent aussi, mais la technologie développée par le laboratoire de Moscou de la société Aerocomposite est largement supérieure à celle des deux géants mondiaux.

Le chef adjoint du département technologie d'Aerocomposite Alekseï Oulianov explique pourquoi le choix a été fait en faveur de la fibre carbone.

« Et voilà un élément d'aile fabriquée entièrement en fibre carbone selon la technologie d'infusion à vide. A l'opposé d'une aile en aluminium, celle-ci n'a pas de fixations et ne demande pas un assemblage complémentaire. En plus, sa masse n'est que de 50 kilos, tandis que le même élément en aluminium en pèserait 200 ».

En dépit de sa légèreté relative, cet élément de l'aile endure une charge de près de 2 000 tonnes. En plus, l'avion doté de telles ailes allégées plane mieux. Par conséquent, les moteurs fonctionnent moins, ce qui permet d'économiser jusqu'à 40 % du carburant, d'où une économie pour les passagers.

Le tissu à première vue ordinaire se transforme en une construction solide susceptible d'endurer des charges de plusieurs tonnes grâce à la technologie qui n'existe qu'en Russie. Les morceaux de tissu sont placés dans un moule, lequel passe d'abord par un module à vide, puis par un four. Dans le four, une autre composante primordiale, la résine, est ajoutée pour lier toutes les couches du tissu et les rendre monolithiques.

Anton Evdokimov, ingénieur du laboratoire d'essai de la société Aerocomposite, évoque des espèces nouvelles de fibres de carbone :

« Ce sont les derniers échantillons de fibre de carbone. Ils sont quatre fois plus solide que l'acier. Nous pouvons le prouver avec une craqueuse. Fixons l'échantillon avec les serre-fils et réalisons le test. Il a résisté à une charge de deux tonnes. A titre d'exemple, cela équivaut à la charge créée par deux tous-terrains qui le tireraient dans des sens opposés, en première vitesse. Pour détruire l'acier, il faudrait une charge quatre fois inférieure.

Ce matériau résistant s'appelle le polyacrylonitrile. Il est obtenu par extrusion, un procédé de fabrication par compressement du matériau à travers une filière ayant la section de la pièce à obtenir. Le diamètre des trous de la filière n'est que de 70 micromètres, soit l'épaisseur d'un cheveu humain. Dans une solution chaude spéciale, les fils polymères deviennent six fois plus minces et plus solides car les molécules y sont rangées dans un ordre déterminé. Ensuite, ces fils servent à fabriquer la fibre de carbone grâce à leur traitement à haute température et à leur saturation en graphite et en carbone.

Le matériau nouveau est déjà utilisé avec succès dans le bâtiment. A Tcheliabinsk, dans l'Oural, la production de bandes spéciales en fibre de carbone a été organisée. Ces bandes sont employées pour rénover et renforcer les éléments en béton armé des maisons d'habitation.

Le diapason de l'utilisation de cette technologie dans le bâtiment est immense. Réparation du plancher en béton armé, renforcement des piles de pont et d'estacade. En plus, la fibre de carbone est résistante à l'eau et elle peut être utilisée pour la construction et l'entretien des digues et des communications souterraines.   N

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