Réduire la consommation des avions en utilisant les nanotubes de carbone

L’objectif des compagnies aériennes et des constructeurs aéronautique est de réduire le poids des avions pour qu’ils consomment moins. Pour renforcer les matériaux composites, la solution pourrait être les nanotubes de carbone.

Les avions de ligne de dernière génération consomment moins de kérosène que leurs prédécesseurs. Cela s’explique par les progrès faits en matière d’optimisation des motorisations et les améliorations apportées à l’aérodynamique. Il ne faut pas non plus oublier les économies de poids obtenues par l’adoption des matériaux composites. Pour aller encore plus loin, la solution pourrait être les nanotubes de carbone.

Par rapport à un avion d’il y a quelques années qui était entièrement construit en aluminium, les avions actuels utilisent plus de 50 % de matériaux composites pour être plus légers de 20 %. Poursuivre sur cette voie n’est plus possible en raison des défauts des matériaux composites.

Les matériaux composites sont en effet parfaits pour l’aviation en raison de leur légèreté. Leur principal défaut est qu’ils ne sont pas résistants aux chocs, ce qui limite leur utilisation pour certaines pièces. La question que l’industrie aéronautique se pose est donc de découvrir comment augmenter la capacité de ces matériaux à résister aux impacts, ce qui permettrait de généraliser encore plus leur utilisation, donc de réduire le poids, donc la consommation, des aéronefs. La solution a peut-être été découverte au MIT (Massachusetts Institute of Technology). Pour renforcer les matériaux composites, des chercheurs ont utilisé des nanotubes de carbone.

Des matériaux composites 30 % plus résistants grâce aux nanotubes de carbone

En mélangeant des nanotubes de carbone (alignés verticalement) à une matrice polymère, une sorte de colle, ils ont découvert que les nanotubes se sont immiscés dans les interstices laissés par les fibres de carbone, comme pour tisser des points supplémentaires entre les couches pour les maintenir ensemble. Après avoir soumis leur nouveau matériau aux habituels tests du secteur de l’aéronautique (compression, traction…), ils sont arrivés à la conclusion que cette technologie améliore la résistance des matériaux composites de quelque 30 %.

Vu les contraintes de sécurité imposées par l’industrie aéronautique, d’autres tests seront encore nécessaires avant que cette technologie puisse véritablement être utilisée pour construire des avions. À ce stade, l’important est de constater qu’une avancée a été faite sur le chemin du renforcement des matériaux composites. Cette découverte intéressera d’ailleurs aussi les constructeurs automobiles, une industrie qui utilise aussi beaucoup la fibre de carbone.

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