Économies d'énergie et réduction des émissions : les avantages de la légèreté de la fibre de carbone deviennent de plus en plus visibles
fibre de carboneplastique renforcéLe PRFC (polymère renforcé de fibres de carbone) est reconnu pour sa légèreté et sa résistance. Son utilisation dans des secteurs tels que l'aéronautique et l'automobile a permis de réduire le poids des véhicules et d'améliorer leur consommation de carburant. Selon une analyse du cycle de vie (ACV) de l'impact environnemental total, de la fabrication à l'élimination du matériau, réalisée par l'Association japonaise des fabricants de fibres de carbone, l'utilisation du PRFC contribue significativement à la réduction des émissions de CO2.
Terrain d'aviation :lorsque l'utilisation de composites en fibre de carbone (CFRP) dans un avion de ligne de taille moyenne atteint 50 % (comme dans le cas du Boeing 787 et de l'Airbus A350 où le dosage de CFRP a dépassé 50 %), la quantité defibre de carboneLa quantité de matériau utilisée dans chaque avion est d'environ 20 tonnes, ce qui permet un gain de poids de 20 % par rapport aux matériaux traditionnels. Sur la base de 2 000 vols par an, chaque vol faisant 500 miles (805 km) de long, et sur 10 ans d'exploitation, chaque avion peut réduire ses émissions de CO2 de 27 000 tonnes.
Secteur automobile :Lorsque le PRFC est utilisé pour 17 % du poids de la carrosserie, la réduction de poids améliore le rendement énergétique et réduit les émissions de CO2 d'un total cumulé de 5 tonnes d'émissions de CO2 par voiture utilisant du PRFC, sur la base d'une distance parcourue de 94 000 kilomètres et de 10 ans d'utilisation, par rapport aux voitures conventionnelles qui n'utilisent pas de PRFC.
En outre, la révolution des transports, le développement des énergies nouvelles et les impératifs environnementaux devraient créer de nouvelles opportunités commerciales pour la fibre de carbone. Selon le groupe japonais Toray, la demande mondiale de fibres de carbone devrait augmenter.fibre de carboneOn prévoit une croissance annuelle de 17 % d'ici 2025. Dans le secteur aérospatial, Toray anticipe une nouvelle demande de fibre de carbone pour les « voitures volantes » telles que les taxis aériens et les grands drones, en plus des avions commerciaux.
Énergie éolienne : les applications de la fibre de carbone sont en hausse
Dans le domaine de l'énergie éolienne, des installations à grande échelle voient le jour partout dans le monde. Face aux contraintes d'espace, ces installations se déplacent vers les zones offshore et les régions à faible vent, ce qui engendre un besoin urgent d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité.
Des pales d'éoliennes plus grandes sont nécessaires pour accroître l'efficacité de la production d'électricité, mais leur fabrication selon les méthodes traditionnelles reste complexe.fibre de verreLes matériaux composites les rendent plus susceptibles à l'affaissement, ce qui expose les pales de l'éolienne au risque de pincement de la tour et de dommages. L'utilisation de matériaux CFRP plus performants permettra de limiter l'affaissement et de réduire le poids, rendant possible la fabrication de pales d'éoliennes plus grandes et contribuant ainsi au développement de l'énergie éolienne.
En appliquantfibre de carboneGrâce à l'utilisation de matériaux composites pour les pales des éoliennes, il est possible de créer des éoliennes aux pales plus longues que jamais. La puissance théorique produite par une éolienne étant proportionnelle au carré de la longueur de ses pales, l'utilisation de composites en fibre de carbone permet d'obtenir des pales plus grandes et, par conséquent, d'accroître la puissance de l'éolienne.
Selon les dernières prévisions de marché publiées par Toray en mai dernier, le secteur des pales d'éoliennes en fibre de carbone devrait connaître un taux de croissance annuel composé pouvant atteindre 23 % entre 2022 et 2025 ; et la demande de pales d'éoliennes offshore en fibre de carbone devrait atteindre 92 000 tonnes d'ici 2030.
Énergie hydrogène : la contribution de la fibre de carbone devient de plus en plus visible
L'hydrogène vert est produit par électrolyse de l'eau grâce à de l'électricité issue de sources d'énergie renouvelables telles que le solaire ou l'éolien. Source d'énergie propre contribuant à la neutralité carbone, l'hydrogène vert suscite un intérêt croissant et sa demande devrait augmenter significativement dans les années à venir. Par ailleurs, son utilisation dans les piles à combustible à hydrogène gagne en popularité et devrait également connaître une forte croissance.
Les cylindres de stockage d'hydrogène haute pression fabriqués avec des fibres de carbone à haute résistance, le papier de fibres de carbone utilisé comme matériau d'électrode et couche de diffusion de gaz, et d'autres produits contribuent positivement à la chaîne complète de production, de transport, de stockage et d'utilisation de l'hydrogène.
En utilisantfibre de carboneDans les réservoirs sous pression, tels que les bouteilles de gaz naturel comprimé (GNC) et d'hydrogène, il est possible de réduire efficacement le poids et d'augmenter la pression d'éclatement. La demande en bouteilles de GNC pour les véhicules de livraison à domicile et les citernes de transport de gaz naturel est en constante augmentation.
De plus, la demande en fibres de carbone utilisées dans les récipients sous pression devrait augmenter à l'avenir, car les bouteilles de stockage d'hydrogène sont de plus en plus utilisées dans les voitures particulières, les camions, les chemins de fer et les navires qui utilisent des piles à combustible à hydrogène.
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Date de publication : 2 août 2024