Après avoir endommagé les pièces des avions...
Actuellement, la seule façon de traiter les matériaux composites est par votre dépôt dans des décharges autorisées et autorisées. Face à ces besoins, Inasmet-Tecnalia a développé un projet de recherche pour préparer une technique innovante de recyclage. Cette technique a consisté, d'une part, à la récupération de la fibre de carbone à partir des composants considérés comme des déchets et, d'autre part, à l'analyse des possibilités de réutilisation comme élément de renforcement.
En général, les matériaux composites utilisés en aéronautique sont composés de fibres de carbone et de résines époxy. La fibre de carbone est un matériau coûteux, mais aussi dur et léger, il est donc très utilisé dans l'industrie aéronautique. En plus de réduire le poids structurel de l'avion, les matériaux composites nécessitent moins d'assemblages dans la structure (les rivets sont évités) et sont plus faciles à entretenir.
La matière première et la main-d'œuvre sont chères dans la fabrication de grandes pièces, exigent un développement long et une conception complexe. Les deux parties font actuellement la structure des avions commerciaux
Ils sont utilisés à 20%. Cependant, il semble que dans le futur ce pourcentage augmentera.
Trois techniques
Trois techniques de récupération de la fibre de carbone ont été analysées dans Inasmet-Tecnalia. D'une part, en dissolvant la pièce considérée comme résidu dans l'acide nitrique, on observe que la résine se dissout. Ainsi, la fibre de carbone a été séparée par la digestion chimique.
La deuxième option a été basée sur la pyrolyse thermique. La pièce est chauffée à environ 400 °C et la résine est brûlée. À cette température, la fibre de carbone ne subit aucun changement. Enfin, la possibilité d'incinérer ces matériaux a été analysée pour évaluer leur valeur énergétique. Pour cela, ils ont brûlé la pièce dans son intégralité et mesuré son pouvoir calorifique. Ces données ont été contrastées avec les capacités calorifiques des combustibles traditionnels (bois, charbon, fouel, etc.). ). Ces trois techniques expérimentales ont été appliquées dans la moitié sud d'un petit avion construit à Inasmet-Tecnalia.
Un autre objectif du projet a été de rechercher une application potentielle pour la fibre de carbone recyclée. Pour cela, il a été combiné avec deux résines thermoplastiques très utilisées dans l'automobile, notamment le polypropylène et le polyamide. Les chercheurs ont mesuré différentes propriétés mécaniques pour évaluer l'effet produit par l'ajout de fibre de carbone recyclée.
Dans tous les cas, une amélioration notable des propriétés a été observée, car indépendamment de la méthode utilisée pour le recyclage de la fibre ajoutée, le thermoplastique est alimenté. Cependant, la fibre obtenue par digestion est celle qui améliore le plus les propriétés des thermoplastiques.
Économie et environnement
En plus des aspects techniques, il faut tenir compte des aspects économiques et environnementaux. Une évaluation économique du traitement utilisé a été réalisée pour l'analyse des critères économiques. Dans le processus chimique, il faut tenir compte du coût de l'acide nitrique, du temps de lavage et de séchage de la fibre et du traitement des résidus. Lorsqu'on réalise thermiquement on obtient une fibre assez propre, une fois brûlée la résine. Il n'y a que de petites fusées qui sont éliminées par agitation. C'est un processus plus rapide que la digestion chimique.
Du point de vue environnemental, le processus chimique présente une série de difficultés, même techniquement et économiquement viable. L'acide nitrique est toxique, donc travailler avec ce type de produits nécessite de grandes mesures de sécurité. En outre, l'acide nitrique doit être chauffé pour être plus efficace. Dans ce processus sont libérés une série de composés volatils qui sont polluants.
Par conséquent, il est nécessaire d'analyser au préalable si le processus de recyclage de la fibre de carbone produira plus ou moins de déchets. C'est ce qui se passe dans ce processus chimique. C'est pourquoi vous ne pouvez toujours pas l'utiliser à grande échelle. En outre, pendant le processus d'incinération, l'azote est émis dans l'environnement et le pouvoir calorifique du combustible est faible.
Par conséquent, comme conclusion principale de l'étude, on peut affirmer que, bien que les trois voies d'obtention de fibre de carbone analysées sont viables, du point de vue environnemental, on ne peut utiliser que la technique de pyrolyse pour récupérer la fibre de carbone à grande échelle. La fibre de carbone obtenue est de bonne qualité et peut être utilisée comme renfort dans des applications non envisagées à ce jour. Jusqu'à présent, il n'a pas été réalisé pour son coût élevé.
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