Donner aux survivants plus de temps pour s’échapper
Un composite aérospatial carbone-époxy brûle encore tandis que
le composite Carbone-Géopolymère™ résiste toujours un à feu de 1200°C.
Quand un avion se pose ou a un accident et prend feu, la moitié des gens qui survivent à l’impact ne peuvent pas s’échapper à temps. En effet, les plastiques de la cabine – coussins de siège, tapis, murs et compartiments à bagages – sont combustibles. Et quand ils brûlent, ils dégagent des gaz inflammables qui, en deux minutes, peuvent éclater en une boule de feu (point éclair ou flash over).
La Direction générale de l’aviation civile américaine (F.A.A), veut donner aux passagers plus de temps pour s’échapper. En 1994, elle a amorcé un programme de recherche coopératif pour développer des matrices résistantes pour des matériaux composites et l’intérieur des cabines à bon marché et respectueux de l’environnement. Le composite géopolymère a été choisi par la F.A.A. comme le meilleur candidat à ce programme.
Plusieurs facteurs positifs favorisant le composite géopolymère incluent son faible coût et sa capacité à employer la technologie et la machinerie existante. Cependant, la F.A.A. demande aussi que les matériaux soient employés dans d’autres industries pour fournir des capacités industrielles standardisées et à long terme.
Aviation
Les applications pour la cabine d’avion visées pour le composites-géopolymère concernent la soute et la partie cargo des avions de ligne, le plafond, le plancher, les divisions et les murs latéraux, les coffres de rangement, l’isolation de fil, pour un poids total de 2500-3000 kg.
La demande augmente pour des conteneurs ininflammables. Par exemple des pilotes de cargo insistent pour que les conteneurs de cargaison soient à l’épreuve du feu. Le 5 septembre 1996, un DC-10 brûlait en vol car une cargaison s’est enflammée dans un conteneur. L’avion a fait un atterrissage forcé et personne n’a été blessé mais l’avion a été totalement détruit par les flammes. Ce qu’ils voudraient, c’est ignifuger les conteneurs existants pour finalement les remplacer par de nouveaux conteneurs améliorés quand les vieux seront usés.
Bateaux/sous-marins civils et militaires
Un important problème technique limite l’utilisation des composites à bord des navires et des sous-marins. La nature combustible et donc le feu, la fumée et la toxicité des matériaux composites à matrices organiques en sont la cause. La principale conclusion de la vaste expérimentation conduite par la marine américaine est que des systèmes en matériaux composites non protégés ne peuvent pas satisfaire les exigences rigoureuses contre le feu spécifiées pour les espaces intérieurs. Les navires militaires doivent exécuter leur mission même s’ils sont endommagés et doivent échapper au feu pendant une période suffisante pour effectuer des missions de secours. Les effets du feu à bord des navires ont été démontrés suite à la collision entre des bateaux et des ferrys en temps de paix et par les expériences de la Marine Britannique dans les Îles Malouines et la Marine américaine dans le Golfe Persique.
Le test des composites géopolymère et des panneaux GEOPOLY-THERM est prévue par l’US Navy, ainsi que le test de panneaux sur des ferrys et des navires de croisières.
Applications automobiles
Pendant les Grands Prix 1994 et 1995, l’équipe de Formule 1 Benetton a conçu un bouclier thermique unique fait du composite géopolymère. Toutes les parties concernées étaient autour de l’échappement, avec des parties spéciales remplaçant le titanium. Elles ont brillamment résisté à la sévère vibration et la chaleur (plus de 700 degrés C) d’une Formule 1. Elle a aidé l’équipe à devenir Champion du Monde des constructeurs et des pilotes pendant ces deux années. Encore aujourd’hui, la plupart des équipes de Formule 1 utilisent des matériaux en composite géopolymère.
Des américains (l’équipe de Dan Gurney) ont présenté une conception plus sophistiquée sur une voiture de type C.A.R.T (l’ancienne formule Indy-car) reconnaissable à sa conception unique et son échappement passant le composite carbone-géopolymère à travers le corps modelé de l’Aigle 1999. Comme l’a souligné le Prof. Davidovits à la Geopolymer 2002 Conference, Melbourne (voir paper #15 in the Library), l’expérience acquise dans les voitures de course pour les parties d’échappement pourrait être transférée à la fabrication en série de pièces automobiles comme les pots d’échappement résistant à la corrosion et à la chaleur, et ainsi de suite, aussi bien que des boucliers thermiques. La société Porsche a développé un système de pot d’échappement en composite géopolymère. Source: brevet PCT Porsche, 2004.
Infrastructure et applications pour le bâtiment
La F.A.A. est consciente que l’adoption du nouveau composite géopolymère pour l’avion et les fabricants de cabines exige d’être financièrement avantageux, facile à installer et à employer. On s’attend donc à ce que ces nouveaux matériaux aéronautiques soient largement applicables aussi bien dans les transports que dans l’infrastructure où un haut degré de résistance intrinsèque au feu est nécessaire ainsi qu’un coût modéré et une fabrication en série. À cette fin, la F.A.A. avait financé le programme d’évaluation effectué à Rutgers, l’Université d’État du New Jersey, USA (voir le programme GEO-STRUCTURE) basé sur la technologie géopolymère.
Une méthode de réparation relativement nouvelle et très attirante pour le béton, les structures de briques et en pierre consiste à extérieurement coller des feuilles flexibles de fibres composites. Une autre application pour des composites en fibres continus dans l’infrastructure, déjà bien utilisée au Japon et aux États-Unis, est l’enveloppement de colonnes de béton pour renforcer les nouvelles constructions, les ponts et les bâtiments endommagés pendant un tremblement de terre et les secteurs enclins aux ouragans. Pour cette application, en particulier pour les intérieurs exposés construits avec des colonnes, l’incendie est un souci sérieux. La sécurité au feu est une demande souvent exprimée par ceux qui restent sceptiques à l’utilisation de matériaux composites dans l’infrastructure et bâtiment industriel.
En Europe, les marchés ciblés sont la restauration de bâtiments du patrimoine culturel de valeur où la sécurité au feu est la principale inquiétude.
