En cette ère de sensibilisation accrue à l’écologie, une question essentielle se pose : que faire des composites de fibres de carbone et de verre (CFRP), matériaux omniprésents dans nos sociétés modernes ? Dans ce contexte, nous vous invitons à découvrir les enjeux, les innovations et les perspectives dans le domaine du recyclage des CFRP.
Une montagne de déchets à l’horizon
Il est prévu qu’en 2030, les composites de fibres de carbone et de verre (CFRP), largement utilisés dans les éoliennes, les réservoirs d’hydrogène, les avions, les yachts, la construction et la fabrication automobile, deviendront un courant majeur de déchets à l’échelle mondiale.
L’accumulation annuelle de déchets de CFRP provenant uniquement des industries de l’aviation et des éoliennes devrait atteindre 840 300 tonnes d’ici 2050, soit l’équivalent de 34 stades pleins, si des méthodes de recyclage appropriées ne sont pas adoptées.
Malgré l’existence de méthodes de recyclage, la majeure partie de ces déchets est actuellement envoyée en décharge ou incinérée. La production de composites “vierges” a également des implications pour l’environnement, y compris l’épuisement des ressources et une consommation d’énergie élevée lors de la production.
Des méthodes de recyclage existantes mais sous-exploitées
Plusieurs méthodes de recyclage des composites de fibres de carbone existent et, selon une équipe de recherche de l’Université de Sydney, leur mise en œuvre complète pourrait réduire significativement l’utilisation de l’énergie de 70% et éviter que des matériaux essentiels ne soient gaspillés.
“Les composites de fibres de carbone sont considérés comme un matériau ‘miracle’ – ils sont durables, résistants aux intempéries et très polyvalents – si bien que leur utilisation devrait augmenter d’au moins 60% dans la prochaine décennie“, a déclaré le Dr Hadigheh de la School of Civil Engineering.
Une nouvelle méthode de recyclage innovante
Face à ce problème, le Dr Hadigheh et le Dr Yaning Wei, ont mis au point une nouvelle méthode de recyclage des composites de fibres de carbone et de verre afin d’éviter que ces matériaux en fin de vie ne soient envoyés en décharge.
Leur approche, publiée dans Composites Part B: Engineering, garantit une récupération de matériaux améliorée et une meilleure efficacité énergétique par rapport aux méthodes précédentes.
La revalorisation des fibres de carbone
Dans un précédent document, l’équipe avait également présenté une évaluation détaillée de 10 différents systèmes de traitement des déchets de composites de fibres de carbone et de verre, basée sur l’efficacité économique et les effets environnementaux.
L’équipe du Dr Hadigheh a découvert que la solvolyse, une méthode permettant la décomposition des matériaux à l’aide d’un solvant sous une pression et une température spécifiques, pouvait récupérer les fibres de carbone tout en générant un profit net élevé.
Une opportunité immense
Les chercheurs affirment que les fabricants devraient regarder au-delà de la création continue de matériaux vierges et développer en parallèle des produits recyclés à partir de flux en fin de vie.
“C’est une énorme opportunité“, a déclaré le Dr Wei. “Non seulement parce que divers modes de recyclage sont rentables et ont un impact minimal sur l’environnement, mais aussi parce qu’en période de perturbations croissantes de la chaîne d’approvisionnement, les produits recyclés localement peuvent offrir une solution plus immédiate par rapport aux importations et créer une industrie de la fabrication avancée florissante.”
En synthèse
Le défi du recyclage des composites de fibres de carbone et de verre est immense, mais il n’est pas insurmontable. L’augmentation des déchets de CFRP et la nécessité d’un recyclage efficace sont indéniables. Néanmoins, les avancées récentes et les efforts de recherche pourraient bien fournir des solutions viables et économiquement rentables à ce défi pressant.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que les composites de fibres de carbone et de verre ?
Les composites de fibres de carbone et de verre sont des matériaux durables, résistants aux intempéries et très polyvalents. Ils sont largement utilisés dans de nombreux secteurs, notamment l’éolien, l’aviation et l’automobile.
Pourquoi le recyclage de ces composites est-il un défi ?
Le recyclage des composites de fibres de carbone et de verre est un défi en raison de leur complexité structurelle et de la quantité croissante de déchets produits. De plus, les méthodes de recyclage existantes ne sont pas encore pleinement exploitées.
Quelles sont les solutions possibles ?
Des méthodes de recyclage innovantes, comme celle développée par l’équipe du Dr Hadigheh, offrent un espoir. En outre, une sensibilisation accrue à ce problème et l’adoption de politiques de gestion des déchets appropriées sont essentielles.
* Les chercheurs ont réalisé des analyses du cycle de vie (ACV), des analyses coûts-bénéfices (ACB) et des évaluations du niveau de préparation technologique (NPT) des différentes méthodes de traitement des déchets : mise en décharge, incinération, recyclage mécanique, pyrolyse catalytique, oxydation, pyrolyse combinée à l’oxydation, lit fluidisé, solvolyse à l’aide de solvants alcalins et acides, et méthodes électrochimiques.
Légende illustration principale : Matériaux recyclés provenant d’anciennes pièces aérospatiales et d’un cadre de vélo. Credit : Stefanie Zingsheim, Université de Sydney
[ Rédaction ]
Lien principal : dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110786
