RS Sailing lance un RIB tout-électrique durable construit avec fibre de carbone recyclée

RS Sailing (Romsey, Royaume-Uni) est connu pour produire des bateaux de voile de classe mondiale, et affirme utiliser autant de matériaux recyclables que possible dans leur production. Il y a trois ans, l'entreprise a créé la marque sœur RS Electric Boats, spécialisée dans la conception et la fabrication de bateaux pneumatiques rigides (RIB) à propulsion électrique par batterie — des bateaux à moteur légers avec une coque rigide et des tubes gonflables à air haute pression sur les côtés du bateau pour une flottabilité supplémentaire. Les RIB sont utilisés pour la récréation et sont souvent employés par les premiers intervenants, les opérateurs militaires ou les entraîneurs pour la course de bateaux.

Alex Newton-Southon, PDG — design & technologies chez RS Sailing, explique que tandis que les constructeurs automobiles cherchent à s'électrifier et pensent à la fabrication durable et aux matériaux, RS Electric Boats veut faire de même sur le marché maritime. « C'est évident pour nous que les bateaux électriques sont la voie que le marché va prendre. En réalité, un moteur hors-bord conventionnel est environ 50 fois plus polluant que les voitures d'aujourd'hui. Nous voulons faire notre part pour aider à protéger la planète, » dit-il.

Pousser le marché vers une propulsion, des matériaux et des choix de fabrication plus durables a été un objectif pour les trois dernières années, alors que RS Electric Boats travaille à développer et commercialiser son premier RIB à propulsion électrique par batterie. En 2019, RS Electric Boats a présenté le concept RIB Pulse 58 au Salon nautique international de Düsseldorf en Allemagne. Ce bateau démonstrateur comportait plusieurs composants en fibre de lin/époxy biosourcé, y compris la coque, le pont et les consoles.

Depuis lors, les décisions de matériaux et la conception globale ont été itérées au moins trois fois — « plus une quantité significative de réglages sur l'ensemble du bateau, » concède Newton-Southon — aboutissant finalement au Pulse 63, prévu pour arriver sur le marché début 2022.

La première itération en composite lin : Pulse 58

La plupart des RIB sont propulsés par des moteurs à carburant standard, avec quelques exceptions pour les petits modèles (une à deux personnes) à propulsion par batterie. RS Electric Boats affirme que le Pulse 63, conçu pour transporter jusqu'à huit personnes, est le premier dans l'industrie à utiliser une propulsion tout-électrique pour un bateau de cette taille.

La coque du bateau et sa forme globale ont dû être conçues spécifiquement pour accueillir la propulsion électrique. « Une chose qui est très apparente quand vous commencez à concevoir un RIB électrique à batterie, c'est que vous ne pouvez pas juste ajouter un système d'entraînement électrique sur un bateau normal. Vous devez repartir de zéro, car la conception doit permettre au bateau d'être super efficace, et une partie de cela est due au poids. C'est très important que le bateau soit construit aussi solide et rigide que possible, juste pour le rendre aussi léger que possible, » explique Newton-Southon.

La console de batterie est « la structure principale de l'ensemble », ajoute-t-il. La coque du bateau est une structure monolithique solide, avec un pont connecté qui abrite également les batteries. Aucune cloison transversale ou cadre n'est nécessaire.

Le RIB Pulse 58 de 5,8 mètres que RS Electric Boats a lancé en 2019 comportait une coque, un pont, une console, une boîte de batterie et des moulages de sièges fabriqués par infusion par le fabricant local Norco (Poole, Royaume-Uni) à partir d'époxy biosourcé, de fibres de lin naturelles et de noyau PET recyclé là où nécessaire.

En 2019 et 2020, RS Electric Boats visait à augmenter la production pour le Pulse 58 et commencer à vendre aux clients. Cependant, des revers causés par la pandémie de COVID-19, ainsi que des problèmes d'approvisionnement pour les matériaux biosourcés, ont entraîné un bref retard et certains changements de conception.

Itérations de conception et fibre de carbone recyclée : Pulse 63

En mai 2021, RS Electric Boats a décidé de rafraîchir la marque, en alignement avec les changements de conception et les décisions de matériaux pris en préparation de la montée en production. Les composants composites pour le Pulse 63 renommé de 6,3 mètres sont fabriqués par MTAG Composites Ltd. (Coningsby, Royaume-Uni), un fabricant qui a travaillé avec RS Sailing sur le développement d'outillages et la fabrication de bateaux pendant de nombreuses années. Tel que commercialisé, le RIB Pulse 63 peut atteindre une vitesse maximale de 23 nœuds et a une autonomie maximale de 100 milles nautiques. Il peut également être personnalisé avec une variété de fonctionnalités optionnelles telles que des postes de remorquage, des levages monopoint, des capotes et diverses configurations de sièges.

Les composants composites du bateau comprennent la coque, le pont, le plancher intérieur, les consoles, la boîte moteur et les écoutilles. Cependant, l'approvisionnement en fibres de lin et époxy biosourcé utilisés dans la conception originale s'est avéré plus difficile que prévu aux niveaux nécessaires pour la production en série des bateaux.

« Les décisions de matériaux changeront au cours des prochaines années c'est sûr, car les fibres naturelles et les résines biosourcées deviennent plus accessibles, » dit Newton-Southon. Actuellement, la coque monolithique du bateau combine des tissus de fibres de verre et de carbone infusés avec de l'ester vinyle. Pour réduire le poids, la coque n'est pas sandwichée, mais renforcée avec des couches de fibres de carbone. Tous les autres composants composites du bateau — pont intérieur, plancher, consoles, boîte moteur et écoutilles — sont construits en fibre de carbone recyclée et ester vinyle, avec noyau PET recyclé (fourni par 3A Composites Core Materials, Sins, Suisse) selon les besoins. « La coque n'est pas faite de matériaux recyclés pour l'instant, juste pour nous donner plus de temps pour le développement et les tests sur celle-là, » note-t-il.

Concernant la résine, RS Electric Boats a opté pour un ester vinyle plus traditionnel plutôt que l'époxy biosourcé pour plusieurs raisons. L'une était la disponibilité. Selon Newton-Southon, l'élan pour produire des résines véritablement durables — en quantités commerciales — a été plus lent qu'il ne le souhaiterait. « Ce n'est pas seulement les prix, » dit-il, « c'est de pouvoir croire dans les produits pour le long terme. Que se passera-t-il avec ces produits dans 10 ans ? Le matériau tiendra-t-il ? Ils sont si nouveaux que nous ne savons pas vraiment encore. Il y a une demande, et nous sommes prêts à dépenser un peu plus pour des matériaux plus durables, mais nous devons pouvoir faire confiance à la durée de vie du produit. »

L'époxy biosourcé s'est également avéré difficile à utiliser avec l'infusion sous résine. « Quand vous utilisez n'importe quel type d'époxy dans un processus d'infusion, vous ne pouvez pas utiliser de sacs sous vide en silicone réutilisables, » explique Newton-Southon. L'époxy réagit avec le silicone, et les sacs en silicone conçus pour durer 100-150 cycles ne durent peut-être que cinq. « Vous vous retrouvez avec une énorme quantité de déchets d'enfouissement du processus de fabrication, » dit-il. L'ester vinyle a été choisi comme meilleure option pour une utilisation avec des sacs en silicone.

Il ajoute : « Pour l'instant, si vous faites une analyse du cycle de vie sur les matériaux, nous pensons que réduire les déchets d'infusion mis en décharge est une étape bien plus grande dans la bonne direction que d'essayer d'utiliser une résine légèrement plus durable. Le processus est aussi durable avec aussi peu de déchets que nous pouvons le faire. »

Tim King, responsable des ventes techniques et marketing et chef de projet chez MTAG Composites, note : « Les esters vinyle biosourcés arrivent, mais ils ne sont pas encore commercialement viables pour des produits de cette taille. Ils ne sont fabriqués qu'en quantités relativement petites. »

Pour la fibre, la fibre de carbone recyclée pour les bateaux est de la chute réutilisée du travail de MTAG Composites sur les sièges d'avion en fibre de carbone. « C'est un retour direct à l'utilisation, traité par le fabricant tiers Gen 2 Carbon [anciennement ELG Carbon Fibre, Coseley, Royaume-Uni], » dit King.

Plutôt que de hacher les fibres ou de les traiter en préimprégné, MTAG infuse directement un voile non-tissé de fibre de carbone recyclée à sec. « C'est particulièrement difficile à faire, étant donné la densité des fibres recyclées. Ça n'aime pas se remplir de résine, mais nous avons trouvé un processus pour le faire avec succès, » dit King.

Le processus a été démontré pour la première fois en 2019 sur le pont avant du RS Neo, où MTAG Composites et RS Sailing ont remplacé le renfort en fibre de verre traditionnel par de la fibre de carbone recyclée. « Cela vient depuis un certain nombre d'années, mais je sais que nous chez MTAG, et Gen 2, sommes ravis de voir ce produit et ce processus aller de l'avant, » dit King.

Concernant l'apparence esthétique de la fibre recyclée, il ajoute : « Vous pouvez la couvrir avec un gelcoat bien sûr, mais pour moi personnellement, j'aime assez les visuels du produit recyclé. C'est sympa de voir ce matériau source identifiable être réutilisé. »

Au final, « environ 60 % des composants composites du bateau sont faits de matériaux recyclés, soit noyau PET ou chutes de fibre de carbone, » dit King. Tous les composants composites sont infusés sous vide, sauf quelques petits raccords qui seront posés à la main avec des matériaux secs.

Mise à l'eau en 2022. Environ 60 % des composants du Pulse 63 sont faits de matériaux recyclés, selon le fabricant MTAG. Crédit photo : RS Sailing

L'outillage pour le Pulse 58 a servi de base pour les nouveaux outils du Pulse 63, que MTAG Composites a modifiés selon les spécifications de RS Electric. Tous les outils — 22 au total, comprenant quatre outils d'infusion solides, six outils pour pose manuelle et 12 outils avec sacs en silicone — sont en composites, et fabriqués en interne par Norco ou MTAG. Pour tenir compte des changements de conception sur la coque, certains outils ont dû être ré-usinés, et pour d'autres, des inserts spéciaux ont été faits pour rajouter de la forme au moule.

« Nous avons un atelier de moules très actif en interne, et des gars très compétents qui ont pu prendre l'outillage prototype original et dans certains cas appliquer des changements assez drastiques, » explique King. L'équipe a commencé les outils en février 2021, et les outils finaux ont été livrés en août.

Les quatre premiers bateaux Pulse 63 sont prévus pour la production d'ici la fin de l'année, prêts à être exposés au Salon nautique international de Düsseldorf en janvier 2022. Pour l'avenir, Newton-Southon ajoute que les matériaux composites utilisés pour le Pulse 63 et les futurs modèles RS Electric Boats changeront probablement à mesure que de nouveaux matériaux deviennent disponibles, et avec la demande du marché. « Nous avançons étape par étape, mais je pense qu'une chose dans laquelle nous sommes devenus assez bons, c'est d'aider la chaîne d'approvisionnement à comprendre quels types de produits le marché a besoin. »