Des chercheurs de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont développé une méthode pour transformer les déchets de composites résistants et légers utilisés dans les avions et d’autres structures haute performance en aérogels pouvant servir à l’isolation thermique, à l’absorption acoustique et au nettoyage des marées noires.
L’étude, dirigée par le professeur associé Duong Hai Minh, du département de génie mécanique au sein du collège de design et d’ingénierie de la NUS, a été publiée dans la revue scientifique Waste Management le 29 juin 2026.
Un défi croissant pour le recyclage
Les composites en fibre de carbone et en résine époxy sont largement utilisés dans les secteurs aérospatial, éolien, automobile et marin, car ils sont légers, résistants et insensibles à la corrosion. Cependant, la résine époxy est un polymère thermodurcissable qui, une fois durci, ne peut pas être fondu et remodelé comme certains plastiques, ce qui rend ces composites difficiles à recycler.
La plupart des méthodes de recyclage existantes se concentrent sur la récupération des fibres de carbone. Les résines époxy sont généralement détruites, jetées ou traitées comme un sous-produit de faible valeur. De plus, certaines méthodes nécessitent des températures élevées, des produits chimiques agressifs ou de grandes quantités d’énergie.
L’équipe du professeur associé Duong a adopté une approche différente en utilisant à la fois les composants fibre de carbone et époxy des déchets. Les chercheurs ont transformé mécaniquement le composite en un mélange de poudre fine et de fragments de fibres courtes, l’ont associé à de la carboxyméthylcellulose, un liant à base de cellulose, puis ont lyophilisé le mélange pour former un aérogel.
Au cours de la lyophilisation, les déchets de composites traités forment une structure légère, semblable à une éponge, remplie de petits pores interconnectés. Cette structure est en grande partie constituée d’air, ce qui contribue à ralentir la circulation de la chaleur à travers le matériau. Lors d’essais en laboratoire, les aérogels ont montré une faible conductivité thermique, ce qui suggère qu’ils pourraient être utilisés comme matériaux d’isolation légers.
« Notre objectif était de montrer que les déchets de composites en fibre de carbone ne doivent pas être traités uniquement comme un problème d’élimination, a déclaré le professeur associé Duong. En utilisant la totalité du matériau, y compris les fractions de fibre et d’époxy, nous pouvons transformer ce flux de déchets en matériaux fonctionnels à plus forte valeur ajoutée. »
Du déchet au matériau utile
Au-delà de l’isolation thermique, les aérogels ont également absorbé efficacement le son, ce qui indique qu’ils pourraient être utilisés dans des matériaux d’insonorisation.
L’équipe a également exploré leur utilisation pour la dépollution de l’environnement. Après avoir été traités pour repousser l’eau, les aérogels ont pu absorber de grandes quantités d’huile, ce qui suggère qu’ils pourraient être utiles pour le nettoyage des marées noires et la séparation huile-eau.
Des tests avec des fibroblastes ont également montré que les aérogels étaient non toxiques dans les conditions de l’étude, ce qui encourage à approfondir les applications potentielles pour l’humain ou l’environnement.
L’équipe explore désormais des collaborations avec des partenaires des secteurs de l’aérospatiale, des matériaux avancés, de l’industrie manufacturière et de la gestion des déchets. Les travaux futurs porteront sur le passage à l’échelle de la technologie et sur l’évaluation de ses performances environnementales et économiques pour une utilisation industrielle.
« Les composites avancés ont permis de réaliser des structures plus légères et plus efficaces dans de nombreux secteurs, a déclaré le professeur associé Duong. La prochaine étape consiste à garantir que ces matériaux puissent être gérés durablement en fin de vie. »
Article : Full-material upcycling of carbon Fiber/Epoxy waste into cytocompatible Multi-functional aerogels for thermal and acoustic Insulation, and oil spill cleaning – Journal : Waste Management – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude
Source : NUS
