Les résines thermoplastiques montent à bord des avions

En moyenne, un avion consomme environ 0,03 kg de carburant pour chaque kilogramme transporté par heure. Étant donné que l’ensemble de la flotte commerciale vole environ 57 millions d’heures par an, obtenir une réduction d’un kilogramme par vol peut permettre d’économiser environ 1 700 tonnes de carburant et 5 400 tonnes de dioxyde de carbone (CO₂) par an.

« Les équipementiers et les fournisseurs aéronautiques mondiaux ont besoin de solutions conformes, sûres et économes en carburant pour concevoir et fabriquer à moindre coût des avions de dernière génération, » a déclaré Jack Govers, directeur général du service des films et des plaques de spécialité de SABIC Innovative Plastics qui, lors de l’Aircraft Interiors Expo, à Hambourg, a mis en avant ses résines thermoplastiques à haute performance, ses films, ses mousses et ses solutions composites. Des matériaux avancées qui aident les équipementiers aéronautiques mondiaux à réduire le poids de près de 50 % tout en étant en conformité avec les sévères réglementations matière en terme de flammabilité, fumée et toxicité.

La course à l’allègement

Par exemple, en utilisant la plaque Lexan F6000 en remplacement des traditionnels produits en polychlorure de vinyle/acrylique sur les cadres de sièges, une compagnie aérienne peut réduire le poids d’environ 23 %, soit 80 kg si l’on se base sur un avion de 190 sièges. Quant à la plaque Lexan XHR, elle offre une réduction de poids supérieure de près de 12 % par rapport aux produits traditionnels en PVC / polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Un matériau que Geven S.p.A., grand fournisseur de solutions d’intérieur et de sièges d’avions, a choisi pour équiper les nouveaux sièges d’avions des intérieurs Armonia de la compagnie aérienne des Caraïbes, conçus par Giugiaro. L’objectif visé qui était de limiter le poids des sièges à un maximum de 9 kg, a poussé Geven à envisager de nouveaux matériaux légers à haute performance. La plaque Lexan XHR s’est révélée être la solution à ce problème en raison de la conformité du matériau aux strictes réglementations en matière de flamme, fumée et diffusion de chaleur et aux exigences de toxicité d’Airbus. De plus, à la réduction de poids par rapport aux produits traditionnels, s’ajoute une mise en œuvre améliorée au thermoformage.

Autre solution d’allègement : la résine Ultem. Contenant 40 % de carbone, sa rigidité et sa  fluidité permettent de produire des pièces moulées à parois minces pour remplacer l’aluminium moulé sous pression des composants structurels. Elle offre une réduction du poids de près de 50 % et une rigidité améliorée de 40 % tout en respectant les exigences de la FAA. Les applications potentielles comprennent les supports structurels, les accoudoirs, les repose-pieds, les châssis de cafetière et les bras des tablettes. Ainsi, dans les inserts chariot de Sell Cabin Interiors GmbH, filiale du groupe Zodiac Aerospace, la résine Ultem a remplacé le métal sur plus de 30 pièces pour réduire le poids et les coûts tout au long de la consolidation des pièces du four nouvelle génération de Sell. Cette résine a été choisie pour équiper l’avant et la porte du réchaud pour petits pains, le bac récepteur avant, la tête à infusion et la tasse à infusion de la cafetière, l’avant et la porte du four et la théière, la machine à boissons et le chauffe-eau. Elle a permis une plus grande liberté de conception et un meilleur assortiment des couleurs. Même choix pour le chariot de vol ultra-léger de LSG Sky Chef et Norduyn  qui a fait récemment l’objet d’une annonce en tant que finalistes du Prix Crystal Cabin 2010 dans la catégorie Cabine écologique, Santé et sécurité. La résine Ultem résistante aux UV est utilisée pour les profilés extrudés et le verrou de porte alors que la résine Noryl est destinée à la carcasse et à d’autres composants.

Alliance de performances et d’esthétisme

Ces nouveaux matériaux peuvent également être retenus pour leurs propriétés mécaniques, leur résistance aux hautes températures, leur facilité de mise en œuvre ou même leur esthétique. Ainsi, Patrick Lindon, un dessinateur industriel qui conçoit des produits pour les intérieurs et les sièges d’avion, a choisi la plaque Lexan F2000A, légère et transparente, pour créer un nouveau porte-brochures pour Bucher Leichtbau AG. Quant à Pilatus Aircraft Ltd., un fabricant mondial d’avions monomoteurs à turbopropulseur et de systèmes de formation aéronautique, il a sélectionné la plaque Lexan F6000 pour créer son nouveau cockpit ultra moderne. Ce matériau offre à l’équipementier un traitement supérieur à celui des matériaux thermodurcissables, ainsi qu’une colorabilité et une stabilité dimensionnelle, tout en répondant aux exigences de l’industrie.

Pour leur part, les plaques aéronautiques composites (PAC) UItem, co-développées et fabriquées avec Crane & Co., constituent une alternative aux composites alvéolaires renforcés de fibres aramides thermodurcissables. Recyclables, elles offrent un grand potentiel de remise à neuf à l’aide d’une nouvelle couche de film décoratif. La résine copolymère Lexan FST transparente, offre, elle, une flexibilité esthétique améliorée. Elle peut être associée à la plaque Lexan XHR pour assortir les couleurs de composants tels que les unités de service personnelles, les moulures de hublot et les garnitures de seuil, éliminant ainsi les coûts et les expositions environnementales du processus de peinture secondaire.

Les résines en polymères thermoplastiques (TPI) Extem UP conservent certaines propriétés mécaniques et électriques à 240 °C sur une période de 10 ans. L’incorporation du polyétheréthercétone (PEEK) à la résine Extem, permet de combiner le meilleur des deux matériaux, pour offrir une résistance à la flexion et une rigidité cinq fois supérieures au PEEK à 200 °C. En outre, sa stabilité dimensionnelle exprimée sous la forme d’un coefficient de dilatation thermique (CTE) est jusqu’à 30 % moins importante que le PEEK. Les propriétés de cette résine thermoplastique offrent une meilleure résistance et rigidité en utilisant des parois plus minces afin de réduire le poids et le coût du matériau, et un contrôle dimensionnel plus strict pour des applications de haute précision.