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Mieux que jamais

Les réservoirs de carburant en plastique sont non seulement utilisés pour les voitures, motos, bateaux et autres embarcations, mais également dans de nombreux autres équipements comportant des moteurs à combustion. Ainsi on les retrouve fréquemment dans les tondeuses à gazon, les souffleurs de feuilles et les groupes électrogènes mobiles. Ce qui n’est guère étonnant, car un réservoir en plastique présente de nombreux avantages. Cependant, tous les matériaux ne peuvent empêcher de manière efficace le dégagement de vapeurs d’essence.

Une multitude d’avantages

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Les réservoirs en plastique sont très populaires parmi les designers. Il y a plusieurs raisons à cela : en premier lieu, on peut leur donner quasiment n’importe quelle forme afin qu’ils soient parfaitement adaptés aux composants qui les entourent. En outre, la production de réservoirs en plastique revient moins chère du fait qu’ils ne nécessitent pas de soudures complexes au contraire des réservoirs en acier. De plus, ils sont généralement plus légers, ce qui rend la manipulation plus aisée qu’il s’agisse d’une moto ou d’une tondeuse. Et, last but not least, le plastique ne rouille pas !

Un seul petit inconvénient

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Les réservoirs en plastique ne présentent qu’un seul petit inconvénient. Ils ne sont pas complètement imperméables… Même s’il n’y a pas de danger de voir s’accumuler une flaque d’essence sous le véhicule, les plastiques ne peuvent empêcher la fuite des vapeurs d’essence vers l’extérieur car ils ne sont pas étanches à 100% au gaz. Ce phénomène est désigné par les spécialistes sous le terme de perméation. Elle est due à la structure macromoléculaire du polymère et il en résulte que des quantités importantes d’hydrocarbure peuvent être rejetées dans l’atmosphère.

Cela explique pourquoi l’agence américaine de protection de l’environnement, Environmental Protection Agency (EPA), a abaissé la valeur maximale de perméation de carburant pour les réservoirs à essence en plastique des motos et autres petites machines. La limite maximale est désormais de 1,5 g/m² de surface intérieure et par jour (g/m2/d). On s’attend à ce que la Commission Économique des Nations Unies pour l’Europe réduise considérablement la valeur limite pour les réservoirs de moto en plastique et suive ainsi l’exemple de l’EPA.

Le polymère de performance bloque la fuite de gaz

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LANXESS  développe des plastiques spéciaux avec un effet barrière important aux vapeurs d’essences, avec par exemple, la nouvelle matière plastique Durethan BC 550 Z DUSXBL. “Le Polyamide 6 supprime les phénomènes de perméation si bien que l’on obtient une valeur bien en-deçà de la limite beaucoup plus stricte imposée par l’agence de protection de l’environnement américaine pour les réservoirs de motos. Par ailleurs, il est très résistant aux chocs, ce qui signifie que les réservoirs réalisés à partir de ce matériau, le sont également”, explique Maik Schulte, Ingénieur R & D chez LANXESS.

Ce matériau est essentiellement une alternative au polyéthylène haute densité utilisé jusqu’à présent pour les réservoirs en plastique des moteurs à essence.
En effet, en raison de ses caractéristiques de perméabilité, le polyéthylène haute densité a des difficultés à respecter la valeur limite la plus élevée. Certes, son effet barrière peut être amélioré par fluoration ultérieure des réservoirs, mais cette étape de fabrication supplémentaire est très complexe et coûteuse, en raison de la forte agressivité du fluor.

La nouvelle matière plastique hautes performances développée par LANXESS présente des avantages considérables par rapport aux autres matériaux tels que l’aluminium, la tôle d’acier et les composites multicouches en plastique.

Un seul process de production

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Le nouveau polyamide 6 est transformé en réservoirs par procédé de soufflage — une solution mono matériau par excellence, puisqu’aucun produit supplémentaire n’est requis pour l’étanchéité. De ce fait, ce nouveau matériau constitue également une alternative économique aux réservoirs réalisés en composites multicouches en plastique contenant une couche barrière EVOH (copolymère éthylène-alcool vinylique) puisque les différentes couches sont stratifiées dans un processus techniquement exigeant et relativement coûteux.

Par rapport à la tôle d’acier et à l’aluminium, le  polyamide 6 permet également une plus grande liberté de conception des géométries de réservoir  souvent complexes. Des fonctions, comme les éléments de fixation par exemple, sont directement intégrées, ce qui facilite le montage ultérieur.

Contrairement à la tôle d’acier, aucune étape  supplémentaire de formage, découpage ou soudure n’est nécessaire, ce qui contribue également à réduire les coûts.

Adapté aux biocarburants

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Ce nouveau matériau répond à l’un des défis majeurs du 21ème siècle : la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles grâce à l’utilisation accrue des carburants issus de matières renouvelables.

Ainsi, nous avons pris soin chez  LANXESS de nous assurer que le nouveau polyamide 6 était bien compatible avec les concentrations d’éthanol utilisées actuellement dans les biocarburants. Les premiers résultats d’analyse montrent que ce matériau est même approprié pour de l’essence avec une teneur en éthanol de 85%.  “Nous prévoyons que notre nouveau polyamide sera compatible avec des essences de classe E85,” confirme Schulte.

Contrairement à l’aluminium en particulier, le thermoplastique Durethan BC Z 550 DUSXBL sans plastifiant et non renforcé  présente l’avantage de ne pas être sensible aux biocarburants contenant de l’éthanol. L’éthanol attirant l’eau, il se forme souvent par corrosion des particules qui peuvent endommager le moteur et ses équipements périphériques, dans les réservoirs en aluminium dont les parois intérieures n’ont pas eu de revêtement de protection.

De plus, le nouveau matériau est une bonne alternative aux composites thermodurcissables utilisés pour les réservoirs de bateaux car l’alcool ne dissout pas la matrice polymère, contrairement à l’expérience que l’on peut avoir avec ces composites. De ce fait, avec le Durethan BC 550 Z DUSXBL, il n’y a plus aucun risque de dépôts sur les soupapes d’admission avec des pannes de moteurs.