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On recherche : La légèreté

Il paraît désormais impossible d’imaginer notre quotidien sans les matières plastiques. Dans la voiture, à la maison ou dans nos loisirs – les plastiques sont omniprésents. Les plastiques haute technologie Durethan et Pocan et le matériau composite appelé Tepex, de LANXESS, permettent également à différentes industries d’allonger la durée de vie de leurs produits.

Les sports de haute altitude avec LANXESS

Courage, forme physique et endurance—c’est ce qu’il a fallu en juillet 2015 aux participants du raid de 1038 kilomètres qui consistait à traverser les  Alpes à pied et en parapente, de Salzbourg en Autriche jusqu’à Monaco. Une partie du parapente de l’un d’entre eux, Paul Guschlbauer, athlète autrichien de sports extrêmes, arrivé troisième de cette extraordinaire compétition, était en dynalite Tepex, matériau composite fabriqué par Bond-Laminates, filiale de LANXESS. Ce composite haute-performance, renforcé de mèches continues de fibre de verre, à base de plastiques high-tech, a été utilisé pour la sellette inclinable du parapente RANGE X-ALPS de Skywalk GmbH & Co. KG. La planchette d’appui de la sellette est en composite sandwich d’à peine un centimètre d’épaisseur, avec une âme en polypropylène à nid d’abeille fabriquée par la société EconCore N.V, recouverte de peaux de Tepex de chacune 0,5 mm.

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La planchette d’appui de la sellette est faite d’un composite sandwich de tout juste un centimètre d’épaisseur composé de fines peaux de Tepex de 0,5 millimètre et d’une âme en polypropylène à nid d’abeille. Photo: skywalk

Pour contrôler la sellette, le pilote doit maintenir son corps en position tendue par un transfert de poids. Pour ce faire, il repose ses pieds sur la planchette d’appui de la sellette. Dans les situations extrêmes telles que des virages brusques face à des parois rocheuses abruptes, les forces qui s’exercent sur cette planchette sont considérables et peuvent se comparer à un freinage d’urgence lorsque l’on est littéralement debout sur le frein pour éviter un accident. « La planchette a vraiment répondu à ce défi. Selon l’épaisseur des couches de peau et de l’âme en nid d’abeille, la rigidité et la résistance à la flexion de ce type de structure en sandwich peuvent être plus importantes que celles de tôles d’acier et d’aluminium, et avec un poids par unité de surface nettement inférieur, » explique Harri Dittmar, développeur d’applications chez Bond Laminates.
Les propriétés du Tepex sont également très recherchées pour d’autres sports. On retrouve notamment la technologie légère de Bond Laminates dans des chaussures, des casques de snowboard et des poignées de freins de bicyclettes, entre autres.

Solutions légères pour problèmes lourds

Les propriétés des plastiques ne sont pas uniquement exploitées dans le monde du sport. Un coup d’œil sur la circulation routière montre bien que ces matériaux sont également recherchés dans ce domaine. On compte actuellement environ un milliard de voitures dans le monde et d’après les experts ce nombre devrait plus que doubler d’ici 2050. Résultat : la consommation de carburant, la pollution atmosphérique et les embouteillages vont continuer à augmenter. Les voitures doivent donc devenir plus économiques et plus respectueuses de l’environnement. L’un des moyens d’y parvenir consiste à en réduire le poids. Plus un véhicule est léger, moins il consomme de carburant et moins il émet de CO2.

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A l’heure actuelle, les plastiques légers hautes-performances sont si stables qu’ils peuvent remplacer les métaux plus lourds dans la construction automobile. Par ailleurs, ils sont inoxydables et formables par flexion, ce qui permet d’introduire de nouveaux concepts de design et de mieux intégrer d’autres éléments et d’autres fonctions.

 

Des matériaux polyvalents

Outre le Tepex, LANXESS compte dans sa gamme de produits des composés plastiques à base de polyamides de la marque Durethan et des plastiques industriels à base de téréphtalate de polybutylène (PBT) de la marque Pocan. L’industrie automobile utilise différents types de Durethan pour la fabrication d’éléments divers tels que prises d’air, poignées de portes ou réceptacles. Par rapport au métal, les plastiques permettent d’alléger certains éléments structurels de jusqu’à 50 %, contribuant ainsi à réduire la consommation de carburant.

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La particularité de cet élément de structure par rapport à d’autres faces avant internes entièrement en plastique est que, la traverse supérieure, qui s’étend jusqu’aux supports des ailes, ne contient absolument aucun renfort en tôle métallique.

L’un des exemples est la face avant interne de la Skoda Octavia, en polyamide renforcé de fibre de verre de la marque Durethan, de LANXESS. Sa particularité : par rapport à d’autres faces avant internes entièrement en plastique produites jusqu’à présent, les traverses supérieures de l’élément sont fabriquées sans aucun renfort de tôles métalliques. Le poids de la face avant interne peut ainsi être réduit d’1,2 kg par rapport aux autres concepts.

Le Pocan est l’un des matériaux phares de l’industrie électrique et électronique. Isolant et thermorésistant, il est très rigide. Ainsi par exemple, les culots à vis des ampoules électriques modernes à économie d’énergie sont en Pocan renforcé de fibre de verre. Et il existe bien d’autres applications telles que des pièces d’habillement, ou encore des prises et boîtiers pour composants électroniques. LANXESS développe actuellement des types de Pocan et de Durethan ignifuges pour le marché de l’électricité. Ils doivent satisfaire de façon fiable aux exigences réglementaires renforcées en matière de sécurité. L’utilisation de retardateurs de flammes sans halogènes devrait notamment jouer un rôle important dans l’avenir.

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L’assise du siège est à la fois d’une rigidité impressionnante et d’une solidité exceptionnelle. Ceci lui permet d’absorber une très grande quantité d’énergie en cas d’accident d’où un excellent niveau de sécurité. Elle est plus légère d’environ 800 grammes que la solution employée précédemment.

Les matériaux composites en fibres thermoplastiques de la marque Tepex ne sont pas uniquement utilisés pour les parapentes mais également pour la construction automobile, entre autres. Etant donné leurs renforts en fibres continues, de verre, de carbone ou d’aramide, par exemple, et leur faible densité, ils sont incroyablement bien adaptés à la construction légère. Par exemple, les boîtiers d’airbags en composites thermoplastiques peuvent être considérablement amincis sans perdre de rigidité ni de résistance et sont plus légers d’environ un tiers. Le poids des assises des sièges de voitures peut également être nettement réduit par rapport à une construction en acier en utilisant des inserts de Tepex. L’Opel Astra OPC a par exemple une assise de siège fabriquée par construction hybride avec un composite Tepex thermoplastique renforcé de fibres de verre en continu.

 

La fibre de verre confère de la solidité

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Par contraste avec les charges en fibres minérales, les fibres de verre courtes broyées de LANXESS se caractérisent par une répartition longitudinale très étroite et un diamètre uniforme.

La fibre de verre améliore les propriétés mécaniques des plastiques : les thermoplastiques renforcés de fibre de verre sont extrêmement solides, rigides et dans le même temps hautement résistants à l’impact, ce qui signifie qu’ils sont en mesure de bien absorber les coups et les impacts sans se rompre. Outre leur faible masse volumique, leur facilité de mise en œuvre et leurs propriétés de fabrication, ces matériaux se prêtent à des utilisations très variées. LANXESS fait par ailleurs partie du petit nombre de producteurs de plastiques qui fabriquent leurs propres fibres de verre.