Réduire les coûts de maintenance et les déchets Innovation : un composite auto-cicatrisant

CompPair Technologies SA a inventé un nouveau composite auto-cicatrisant, réduisant le temps de réparation des composites de 10 heures à 1 minute, augmentant la fiabilité des pièces composites et réduisant les déchets.

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Malgré les performances et la légèreté qu'ils offrent, les composites souffrent d'une limitation : ils sont sensibles à l'endommagement, provenant par exemple d'impacts. Ces impacts, même légers, créent des microfissures invisibles qui altèrent les performances et grandissent petit à petit dans la résine jusqu'à casser les fibres et provoquer une rupture totale des pièces. Les impacts ne sont malheureusement pas la seule source de ce problème. Ces microfissures apparaissent également avec la fatigue des matériaux, suite aux cycles de contraintes liés à l'usage. Une aile d'avion, par exemple, est soumise à de nombreux cycles, alternant entre tension en vol et compression au sol induisant une fatigue et ces mêmes microfissures. Dans les applications à hautes performances, ces microfissures à l'origine de casses composites, bien qu'invisibles, sont immédiatement suivies et réparées.

Réduire les coûts de maintenance et les déchets

Traditionnellement, le choix est alors de remplacer une pièce coûteuse ou de la réparer en rajoutant un patch de résine et de fibre. Cette réparation est longue, dispendieuse et provisoire : le processus invasif affecte les performances de la pièce en dégradant la continuité de la fibre, ajoutant du poids, modifiant le profil et diminuant la durée de vie. Avec son composite auto-cicatrisant, CompPair Technologies offre une solution pour une réparation totale, non-invasive, maintenant les performances, le poids et le profil des pièces. L'entreprise prétend ainsi réduire le coût de réparation et le nombre de pièces jetées en réparant les pièces avant rupture.

La régénération des produits fabriqués avec ce matériau auto-cicatrisant s'active autour de 100° C, éliminant les microfissures de l'intérieur. « Une pièce réalisée avec notre matériau régénère totalement ses petits défauts et récupère 100 % de ses propriétés initiales, tout en restant structurelle durant la réparation. Elle peut donc être réparée sur place, sans avoir besoin de moule ou de four. Ce processus peut être répété de multiples fois : nous n'avons pas observé de limite du nombre de cycles de réparation, que ce soit dû à un impact ou à de la fatigue », explique Amaël Cohades, le CEO de CompPair Technologies.

Un produit conforme aux besoins des clients

L'entreprise propose déjà une première famille de produits appelée HealTechTM, sous forme de textiles pré-imprégnés (prepregs). Ces prepregs sont vendus directement aux producteurs pour fabriquer des pièces en composite ayant la capacité de réparation unique due à la technologie de CompPair Technologies. Les propriétés mécaniques et la méthode de production sont conformes à ce qui existe sur le marché. « Nous avons toujours eu comme objectif de recherche de proposer un produit qui s'utilise selon les standards de nos clients, que ce soit du point de vue de la production ou des propriétés », souligne Amaël Cohades. Ainsi, HealTechTM suit un processus de mise en œuvre classique, qui a notamment été validé par un grand producteur de pièces automobiles. « Nous ne voyons pas de problème de mise en œuvre. Les produits de CompPair Technologies ont un drapage, une adhérence et un processus de cuisson standards et sont facilement manipulés par nos techniciens », ajoute Amaël Cohades. « Nous travaillons déjà avec plus de 10 clients différents, dans des domaines aussi divers que le sport, le nautisme et l'automobile. Nous voyons un réel intérêt chez nos clients d'augmenter la fiabilité de leur produits », explique Nicolas Gandar, Directeur du Développement Commercial chez CompPair Technologies. L'opportunité est là, dans le sport et le nautisme d'abord donc, mais également dans l'éolien, l'automobile et l'aérospatiale. « Rien que pour les éoliennes, le coût de maintenance mondial représente des dizaines de milliards de francs par année. Réduire ce coût permettra d'accélérer la transition énergétique tout en résolvant un inconvénient des pâles d'éoliennes : le recyclage », explique Amaël Cohades. En effet, la technologie de CompPair Technologies ne facilite pas seulement la réparation, elle a un potentiel très intéressant pour un recyclage plus efficace des pièces en composite. « Aujourd'hui, très peu de pièces composites sont recyclées, car le processus n'est pas encore assez efficace. Notre technologie permet un meilleur recyclage, produisant une fibre recyclée avec des propriétés mécaniques très peu altérées », continue Amaël Cohades. Afin d'industrialiser le processus de recyclage démontré en laboratoire et valoriser les déchets composites, CompPair Technologies a reçu le soutien de Switzerland Innovation Tech4Impact.

La flexibilité, un avantage indéniable

Aussi bien au niveau des produits proposés, qui peuvent facilement être adaptés avec différentes fibres, qu'au niveau des bénéfices pour les producteurs, CompPair Technologies offre une grande flexibilité d'applications. « Nous voyons nos clients proposer des applications potentielles auxquelles nous n'aurions jamais pensé. La capacité de réparation de nos produits est interprétée par nos clients pour résoudre des problèmes spécifiques tel que réduire le taux de rebus, le taux de retour sous garantie ou encore le temps de réparation à la fin de la production », détaille Nicolas Gandar. Ce dernier exemple fait allusion au cas d'un client qui peut perdre jusqu'à 40 jours pour réparer des enfoncements mineurs à l'intérieur de ses bateaux avant livraison. Les premiers résultats, fait sur des panneaux composites à structure sandwich peints, montrent un temps de réparation réduit de 15 heures à 2 minutes. « Nous réduisons le temps de réparation de 40 jours à 40 minutes par bateau ! » ajoute Nicolas Gandar.

La vision de l'entreprise est un monde sans déchets matériaux et l'entreprise compte apporter une solution globale de circularité dans l'industrie. « En réparant les dommages dans la matrice d'une part et en recyclant les fibres cassées d'autre part, nous pouvons créer une circularité et réduire potentiellement la consommation de ressources de l'industrie du composite de 50 %. Notre projet est à la fois écologique et économique », conclut Amaël Cohades. L'opportunité écologique liée à un modèle d'affaire viable a convaincu la Fondation Solar Impulse de nominer les produits de CompPair Technologies parmi les 1000 solutions profitables pouvant aider l'environnement. MSM

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