Le projet METEOR étudie l'optimisation de la production de préimprégnés thermoplastiques

Après trois ans de recherches et de tests et un budget de 6,5 millions d'euros, l'équipe scientifique de l'institut de recherche IRT Saint Exupéry (Toulouse, France) et les membres du projet METEOR (coMpEtitive ThermOplastic pRpreg) ont réalisé une étude pour la production optimisée de préimprégnés thermoplastiques hautes performances avec des résultats prometteurs.

Le projet METEOR est né de la volonté du groupe aérospatial GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales, Paris France) d'optimiser la qualité et le coût de production de composites hautes performances à partir de produits semi-finis thermoplastiques compétitifs 100% sourcés à partir de la chaîne d'approvisionnement française et peut être consolidée par des procédés hors autoclave (OOA).

A partir de là, la mission de METEOR était d'identifier, développer et optimiser toutes les étapes de la chaîne de valeur - et ainsi réduire le coût et l'énergie de fabrication du préimprégné - conduisant à des thermoplastiques renforcés de fibres de carbone (CFRTP) pour des applications sur les structures aéronautiques à l'échelle industrielle , dit être un espace sous-développé. Les étapes du projet comprennent la synthèse et la micronisation de polyéthercétonecétone (PEKK), l'imprégnation de divers renforts fibreux et le drapage et la consolidation OOA, pour n'en nommer que quelques-uns.

Selon METEOR, des résultats prometteurs indiquent que le passage à l'échelle industrielle sera bientôt possible. A partir de là, l'IRT Saint Exupéry continuera d'apporter son expertise dans une seconde étape, ce qui nécessitera de nouveaux tests pour affiner encore la compréhension et la maîtrise des préimprégnés CFRTP de production.

Le travail entrepris s'est appuyé sur un cahier des charges fourni par Airbus (Toulouse, France) et des échanges entre tous les membres du projet. Arkema (Colombes, France), par exemple, a réussi à lever plusieurs barrières technologiques pour optimiser les procédés de synthèse de la résine PEKK, permettant à l'équipe scientifique de mettre en évidence les perspectives de développement technique à l'échelle industrielle. SDTech (Alès, France) a identifié et maîtrisé la micronisation de la matière première, fournissant des poudres optimisées pour les procédés d'imprégnation.

De même, les échanges collaboratifs entre l'IRT Saint Exupéry, Hexcel Composites (Stamford, Connecticut, US), Chomarat (Le Cheylard, France) et Porcher Industries (Erbach, Allemagne) ont permis d'approfondir la compréhension de ce qui se rencontre lors de l'imprégnation et de la consolidation des fibres. , et par conséquent, sur l'optimisation de la morphologie des préimprégnés nécessaires à la réalisation des composites. Hutchinson (Paris, France) a également accompagné toutes les campagnes d'essais en réalisant, entre autres, la caractérisation des composites produits, pour fournir les éléments nécessaires à leur compréhension et optimisation.

Enfin, deux thèses ont été menées avec l'ICA et l'institut de recherche CNRT Matériaux (Caen, France). L'objectif des thèses était d'affiner la compréhension de certaines phases de la fabrication des préimprégnés :

• « Etude de l'imprégnation de mèches par une suspension aqueuse de polymère thermoplastique. Application à l'élaboration de rubans préimprégnés » (CNRT Matériaux).
• « Modélisation de la phase de fusion/imprégnation. Application sur ligne pilote d'imprégnation » (ICA).

Après consolidation des fours et présentant un niveau de performance conforme aux exigences techniques du secteur aéronautique, le projet METEOR a été signalé comme répondant largement au défi lancé par le GIFAS.