Réservoirs composites aux nanotubes de carbone : allègement de la charge des pompiers et gain d'efficacité en intervention

Les bouteilles d'air comprimé à haute pression que les pompiers portent sur le dos lors des interventions ont gagné en légèreté au fil des ans grâce aux matériaux composites, mais restent généralement lourdes, avec un poids moyen d'environ 27 kilogrammes (plus de 59 livres), selon le producteur de nanotubes de carbone OCSiAl (Leudelange, Luxembourg et Columbus, Ohio, États-Unis). En utilisant les nanotubes de carbone monocouches TUBALL d'OCSiAl (également appelés nanotubes de graphène), l'entreprise spécialisée dans les réservoirs composites Techplast (Wieprz, Pologne) a développé un réservoir dont le poids est annoncé inférieur à 2,8 kilogrammes (6,1 livres).

Une conception trilayer innovante

Ce réservoir de 6,8 litres comprend trois couches : un liner en PET, un réservoir en fibre de carbone/époxy renforcé par les nanomatériaux TUBALL au sein de la matrice époxy, et un revêtement époxy externe.

OCSiAl souligne que la légèreté de ces cylindres permet aux pompiers de se déplacer plus rapidement, ce qui fait gagner un temps précieux en situation d'urgence. Leur transport nécessite également moins d'énergie et de carburant.

« L'introduction de nanotubes de graphène dans le renforcement composite apporte des améliorations de la résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS), conduisant à une augmentation du niveau de pression de rupture jusqu'à 30 %, selon les résultats des tests d'impact sur les cylindres », déclare Piotr Saferna, responsable R&D de Techplast. « Cette incroyable amélioration de la résistance aux chocs nous a permis de réduire le poids du cylindre tout en conservant ses propriétés mécaniques, ce qui donne le cylindre de 6,8 litres le plus léger au monde pour une pression de service de 300 bars. La masse totale de notre cylindre SAFERnano, y compris tous les accessoires de protection et revêtements, est inférieure à 2,8 kilogrammes. Cette nouvelle génération de cylindres atteint une réduction de poids allant jusqu'à 75 % par rapport aux solutions concurrentes, et de 15 % par rapport à notre génération précédente de produits. »

Certification et perspectives d'avenir

Selon OCSiAl, l'équipe R&D de Techplast a travaillé pendant trois ans pour créer le cylindre composite SAFERnano, actuellement disponible dans le monde entier et ayant récemment obtenu la certification TÜV, confirmant sa conformité totale aux normes de sécurité internationales pour le stockage de divers gaz, notamment l'air, l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone.

Au-delà des applications actuelles dans les secteurs du secours incendie et de l'urgence, des cylindres SAFERnano de plus grande capacité, jusqu'à 350 litres, présentent un potentiel pour le stockage dans les véhicules à pile à combustible hydrogène.