Paris, 2 septembre 2020. Il y a deux ans, 7 entreprises et laboratoires de recherche regroupés en consortium autour d’Expleo ont uni leurs expertises pour développer des matériaux innovants, à base de renfort de bambou, destinés à l’industrie aéronautique.
Intéressé par le potentiel de travailler avec un OEM (Original Equipment Manufacturer), le consortium s’est associé à Airbus afin de bénéficier de leur support technique dans ce projet de R&D baptisé BAMCO (Bamboo Long Fiber Renforced Biobased Matrix Composites). Déterminée à réduire son empreinte carbone, l’industrie aéronautique opte pour une approche holistique incluant notamment l’évolution des produits par le développement de nouveaux matériaux et l’amélioration continue des processus de production.
Interview croisée entre Philippe Ponteins, responsable du pôle R&D Engineering & Manufacturing Engineering, en charge du projet BAMCO chez Expleo et Serge Maison, Materials & Structures Senior Scientist, responsable du projet chez Airbus.
1. Pouvez-vous nous présenter le projet BAMCO et le point de départ de la collaboration entre le consortium et Airbus ?
Philippe Ponteins. BAMCO est un projet d’innovation collaboratif fédérant 7 entreprises et laboratoires de recherche : Expleo, Arkéma, CIRIMAT, Cobratex, Compositadour, Mécano ID et Specific Polymers. Nous travaillons ensemble sur le développement de nouveaux matériaux composites verts composés de résines biosourcées et de renfort bambou. Outre leur origine naturelle, ces biocomposites présentent des propriétés physiques et mécaniques (légèreté, résistance thermique, absorption des chocs et des vibrations…) qui pourraient en faire des solutions alternatives à certains composites polymères à fort impact environnemental.
Lancé à l’automne 2018, le projet est entré dans sa phase de pré-industrialisation. Le consortium a été en contact étroit avec Airbus depuis le lancement opérationnel, et après avoir échangé sur les premiers résultats, nous avons décidé de mutualiser nos expertises pour accélérer les développements industriels des biocomposites BAMCO.
Serge Maison. Le développement de nouveaux matériaux à partir de l’utilisation de fibres naturelles est en effet une des façons de répondre aux enjeux environnementaux de l’industrie aéronautique et du transport aérien dans son ensemble. Après avoir réalisé un état de l’art du sujet et échangé avec le consortium sur certains points techniques, nous avons été intéressés par le potentiel de la solution BAMCO, en termes de performance de son cycle de vie.
2. À quels grands enjeux aéronautiques le projet BAMCO répond-il ? À quels besoins ?
Serge Maison. L’industrie aéronautique est aujourd’hui confrontée à un véritable défi sociétal et technologique : la nécessité d’être plus durable.
Pour Airbus, la performance environnementale a toujours été une priorité et une exigence, tant en termes de conception de produits que d’opérations quotidiennes partout dans le monde. L’intégration de matériaux nouveaux et de pointe est constamment explorée, en vue d’atténuer l’empreinte carbone tout au long de notre chaîne de production.
Le projet BAMCO soutient cette approche en faisant progresser la conception de matériaux à base de fibres naturelles et en recherchant le potentiel de leur intégration pour des applications réelles.
Philippe Ponteins. Pour contribuer significativement à l’empreinte environnementale de l’industrie, en particulier dans le secteur aéronautique, une approche holistique est nécessaire, avec une réflexion non seulement sur les produits, mais aussi sur les ressources, les circuits d’approvisionnement ou encore les procédés de production. Dans le prolongement du projet BAMCO, nous lançons, par exemple, chez Expleo un sujet de recherche sur le recyclage des pièces composites d’avion en fin de vie.
3. En quoi peut-on qualifier les biocomposites BAMCO d’innovations ?
Philippe Ponteins. S’il existe déjà des solutions à base de fibres de lin ou de chanvre, la mise en œuvre de biocomposites à base de renfort bambou n’a jamais été étudiée. BAMCO s’appuie sur des résines biosourcées présentant les mêmes performances que les résines pétro-sourcées, ainsi que sur l’extraction de fibres de bambou en rubans ou mèches continues. La sélection des espèces de bambou est clé, comme le serait la localisation de sa production en France, pour la cohérence écologique.
Serge Maison. Le projet BAMCO nous permet d’élargir nos connaissances sur le potentiel et le comportement des fibres naturelles dans un contexte technique aéronautique. Leurs propriétés sont très différentes de celles des fibres de carbone et l’objectif est de développer des cas d’utilisation pour celles-ci à travers divers domaines d’application.
4. Quelles sont les contributions apportées par les acteurs du projet ?
Philippe Ponteins. Notre collaboration porte notamment sur le développement d’un cas d’application – une pièce Radôme – qui doit nous permettre de valider les performances techniques des matériaux biocomposites. L’étude de représentation numérique, complémentaire, nous aide à simuler et à mieux comprendre le comportement des matériaux, tout en optimisant leurs performances.
Serge Maison. Airbus apporte son expertise en spécifications matériaux pour le développement des fibres et des résines biosourcées et nous fournissons un cas d’application industriel. Nous travaillons également en étroite collaboration avec le consortium sur le développement d’un jumeau numérique du biocomposite à partir des constituants de base des fibres de bambou et des résines biosourcées afin d’accélérer l’optimisation des performances du matériau.
5. À quels résultats peut-on s’attendre ? Quelles sont les prochaines grandes étapes ?
Serge Maison. Les connaissances acquises grâce à ce projet soutiendront les avancées dans la conception et le développement de matériaux pour les futures pièces d’avion. Le sujet est cependant extrêmement complexe et nous ne prévoyons pas de cas d’utilisation opérationnel ferme et précis à ce stade.
Philippe Ponteins.Nous sommes désormais à mi-projet, et extrêmement satisfaits par l’avancement des travaux et les premiers résultats obtenus : les résines biosourcées formulées par Specific Polymers et Arkéma, par exemple, répondent aux exigences du cahier des charges ; Cobratex a réussi à mettre en œuvre des rubans de bambou continus et à la largeur souhaitée et le CIRIMAT a défini un protocole d’extraction de mèches bambou de longueur suffisante pour envisager la fabrication pièces de dimension intéressante. Mécano ID et Compositadour ont fabriqué des premières plaques à partir de préformes Bambou multiaxiales. Conformément au planning opérationnel initial, nous envisageons donc à présent la fabrication des pièces prototypes d’ici la fin de l’année 2021. Expleo qui est responsable du montage, de la gouvernance, et de la gestion technique et contractuelle du projet BAMCO, travaille, quant à lui, sur la définition des spécifications de ces pièces prototypes. Les perspectives sont donc très intéressantes pour les prochains mois.
