Les voitures du futur seront-elles fabriquées avec des déchets pétroliers ?

Les Voitures Du Futur Seront Elles Fabriquées Avec Des Déchets Pétroliers

L’acier des véhicules pourrait être remplacé par une nouvelle fibre de carbone obtenue à partir de brai grâce à un procédé de fabrication révolutionnaire développé par des chercheurs du MIT.

Réduire les émissions de gaz à effet de serre et améliorer l’autonomie des véhicules électriques, mais aussi utiliser des matériaux toujours plus légers, suffisamment résistants pour être utilisés à la place des traditionnels : c’est dans ce sens que s’oriente l’industrie automobile. a étendu l’utilisation de la fibre de carbone, un matériau qui allie une résistance exceptionnelle à un faible poids, tout en devant limiter son utilisation aux éléments structurels des voitures de luxe car il est nettement plus cher que l’acier et l’aluminium. Cependant, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point un moyen d’obtenir cette fibre à partir d’une matière première particulièrement bon marché, obtenue à partir des déchets du processus de raffinage du pétrole, un résidu actuellement utilisé dans des applications à faible valeur, comme que la fabrication d’asphalte et de bitume.

En plus d’être moins chère à fabriquer, la nouvelle fibre de carbone offre un avantage supplémentaire par rapport à la fibre conventionnelle à base de polyacrylonitrile, car elle est par nature résistante à la compression, ce qui permet une utilisation plus étendue. Le processus de synthèse de cette nouvelle fibre a été décrit dans la revue Avance scientifique par l’équipe de recherche du MIT qui, après environ quatre ans de travail, en réponse à une demande du département américain de l’énergie visant à identifier un moyen de rendre les voitures plus efficaces et de réduire leur poids total, a proposé une voie de fabrication d’un nouveau fibre. L’agence fédérale fait pression pour le développement de matériaux de structure légers qui correspondent aux normes de sécurité des panneaux d’acier d’aujourd’hui, mais qui peuvent être fabriqués à un prix suffisamment bas pour potentiellement remplacer entièrement l’acier dans les véhicules.

« Si l’on compare les voitures d’aujourd’hui à celles d’il y a 30 ans, leur poids a augmenté de plus de 15 % au sein d’un même segment. – a déclaré Nicola Ferralis, chercheur au MIT et auteur correspondant de l’étude -. Une voiture plus lourde nécessite un moteur plus gros, des freins plus puissants, etc. La réduction du poids de la carrosserie ou d’autres composants a donc un effet d’entraînement qui se traduit par des économies de poids supplémentaires.« .

Comme indiqué, l’une des principales raisons pour lesquelles l’utilisation de la fibre de carbone dans les voitures est limitée à quelques modèles très coûteux est que, pour atteindre la qualité nécessaire à une utilisation dans ce secteur, des matériaux et des processus particulièrement coûteux sont nécessaires. La fibre de carbone actuellement utilisée coûte entre 20 et 25 dollars le kilo, explique Ferralis, et «ça peut l’être beaucoup plus», jusqu’à des centaines de dollars le kilo pour des applications spécifiques, comme la fabrication de composants pour engins spatiaux. Outre le processus de production lui-même, le prix est influencé par le polyacrylonitrile, qui est obtenu à partir d’un produit pétrolier raffiné et transformé, et peut représenter plus de 60 % du coût final de la fibre. En utilisant à la place des déchets de raffinage, un matériau appelé brai de pétrole, il est clairement possible de baisser le coût du polymère.

Le processus de production pour fabriquer de la fibre de carbone à partir de brai est « extrêmement minime, tant en termes de besoins énergétiques qu’en termes de traitement réel à effectuerFerralis a ajouté qui, avec ses collègues, a utilisé des simulations de dynamique moléculaire pour explorer le traitement chimique et l’espace de phase nécessaires, à travers un cadre de modèle en fibre de carbone pour identifier les effets sur les performances.

« Le nouveau procédé que nous développons a non seulement un effet sur les coûts de production mais pourrait ouvrir la voie à de nouvelles applications« Ferralis souligne que la nouvelle voie peut également éviter certaines des complications de fabrication des composites de fibres conventionnels, y compris la transformation en un tissu et l’agencement selon des schémas précis et nécessaires »pour compenser le manque de résistance à la compression« . Il s’agit donc d’une solution d’ingénierie qui permet de pallier les défauts du matériau grâce à un nouveau procédé, grâce auquel, conclut Ferralis, toute cette complexité supplémentaire ne serait plus nécessaire.