Améliorer l’accès aux nanotechnologies pour proposer des matériaux verts innovants
La volonté mondiale de réduire les émissions de CO2 exige que certains secteurs, notamment les transports, l’énergie et la construction, prennent des mesures destinées à réduire leur empreinte carbone. Ces actions consistent notamment à remplacer les matériaux lourds et énergivores utilisés dans la construction des infrastructures et la fabrication des véhicules par des métaux plus légers et des composites polymères. Les voitures fabriquées à partir de matériaux plus légers seront plus économes en énergie et les matériaux de construction intégrant des composites polymères permettront de construire plus rapidement, de réduire les coûts de transport et de réaliser une meilleure efficacité énergétique globale. L’un des principaux défis consiste toutefois à faire en sorte que ces nouveaux matériaux assurent les performances mécaniques, électriques et thermiques requises. Cela implique souvent de devoir combiner plusieurs matériaux pour répondre aux besoins de l’industrie, et le coût de fabrication de ces composites polymères peut se révéler prohibitif.
Porter des nanotechnologies innovantes sur le marché
Ce fut le point de départ du projet OASIS. «Nous avons pensé que l’introduction des nanotechnologies dans les composites métalliques et polymères pourrait répondre à ce défi», explique Sonia Florez, coordinatrice du projet OASIS (Open Access Single entry point for scale-up of Innovative Smart lightweight composite materials and components) de Tecnalia en Espagne. L’utilisation de nanotechnologies dans les matériaux composites peut les rendre multifonctionnels, légers et robustes, et peut apporter une série d’avantages supplémentaires tels que l’amélioration des performances mécaniques, des capacités de chauffage, des capacités d’antigivrage et de la résistance au feu. «Nous avons toutefois constaté qu’il n’existait pas en Europe d’installations de fabrication de produits nanotechnologiques disposant d’un contrôle de la qualité et d’une traçabilité des produits adaptés à une production à l’échelle industrielle», poursuit Sonia Florez. «En outre, les coûts d’investissement dans de telles installations de fabrication sont souvent considérés comme trop élevés.» Pour remédier à cela, le projet OASIS a cherché à fournir aux industries – et en particulier aux PME – un accès à des installations de nanotechnologie de pointe, afin d’encourager l’innovation et de commercialiser des solutions basées sur les nanotechnologies. Les installations de fabrication existantes ont été modernisées en augmentant les taux de production et en instaurant un meilleur contrôle de la qualité. Au total, 12 lignes pilotes modernisées ont été rendues accessibles aux entreprises par le biais d’un appel ouvert. Les candidats retenus ont bénéficié d’un accès gratuit à cet écosystème. «Nous avons également constaté qu’un manque de compétences spécialisées freinait l’adoption des nanotechnologies», ajoute Sonia Florez. «Des services de soutien technologique et commercial ont donc été mis en place afin de stimuler la commercialisation de nouveaux produits légers et multifonctionnels à base d’aluminium et de composites polymères.»
Services de soutien technologique et commercial pour les nanotechnologies
Si un accès à des installations de fabrication avancées reste essentiel pour accélérer l’innovation européenne, le projet OASIS a montré comment éliminer certains goulots d’étranglement. «Le caractère unique du banc d’essai de l’innovation OASIS réside dans le fait qu’il a rassemblé des technologies et des services complémentaires provenant de diverses organisations à travers l’Europe», explique Sonia Florez. «Cela a permis de développer des produits innovants, ce qui n’aurait pas été possible en interagissant séparément avec chaque fournisseur de service individuel.» Les partenaires du projet ont réussi à développer six produits de démonstration, en tirant parti de l’accès à 12 lignes pilotes et des services de soutien technologique et commercial associés au projet. Ces innovations comprennent la pultrusion par nanotechnologie – un procédé de fabrication qui transforme des fibres et une résine liquide en un plastique renforcé par des fibres – pour des matériaux de construction solides et légers. Un processus de production en masse de composants en aluminium nano-renforcé pour les véhicules électriques a également été mis au point, ainsi qu’un système permettant de réparer efficacement les défauts des structures composites des avions. Ces solutions ont souligné l’efficacité du banc d’essai à répondre aux besoins de l’industrie, de même que le potentiel des nanotechnologies à fournir des produits de pointe. L’appel ouvert aux entreprises externes a permis de sélectionner 11 projets. «Les résultats prometteurs de ces “démonstrations de cas” concernent notamment l’introduction de nanoparticules dans des revêtements afin de protéger le béton contre les environnements agressifs et des boîtiers légers pour les batteries d’avion», explique Sonia Florez. «Des nanoparticules ont également été utilisées pour accroître la durabilité des machines hydrocinétiques qui produisent de l’électricité verte. Cela a eu un impact positif sur la fréquence de maintenance et de remplacement, ce qui a contribué à une énergie encore plus verte.» En facilitant l’accès à la production de matériaux nanométriques de haute qualité, l’écosystème OASIS contribuera encore à fortement stimuler la compétitivité européenne. Le banc d’essai d’innovation ouverte a mis à disposition un catalogue de produits et de services de soutien commercial sur le site web du projet OASIS, ainsi qu’un catalogue des organisations de l’écosystème, contribuant ainsi à donner un coup de fouet à l’excellence européenne dans ce secteur.
Mots‑clés
OASIS, banc d’essai, innovation ouverte, nanotechnologie, CO2, émissions, carbone, nanotechnologie, composites polymères