Des matériaux aux pouvoirs cicatrisants

Robin Trigueira, ingénieur de l’EPFL et cofondateur de CompPair, dépose une plaque de composite à même le sol et ouvre une mallette dans laquelle se trouve une boule de pétanque en métal. D’un coup sec, il vise la plaque pour créer intentionnellement une fissure. «Je laisse à Robin le soin de faire la démonstration. La dernière fois, j’ai abîmé le plancher», glisse, d’un air amusé, son collègue Amaël Cohades, également cofondateur de CompPair.

Une fois la plaque fissurée, Robin Trigueira saisit un foehn. En quelques secondes, le défaut disparaît sous l’effet de la chaleur. Ce n’est pas un tour de magie que les deux ingénieurs se sont amusés à mettre en scène, mais la démonstration de leur innovation. Leur startup CompPair, créée en 2020, développe des matériaux composites autoréparants. Ils sont capables de «cicatriser» grâce à l’effet de la chaleur. «Les pièces récupèrent 100% de leurs propriétés mécaniques tout en gardant leur poids et leur profil inchangés. Elles peuvent être réparées plus de 60 fois sans perdre leurs propriétés ni leur capacité de guérison», affirme Amaël Cohades.

La startup, issue du Laboratoire de traitement des composites avancés (LPAC) de l’EPFL, fournit des rouleaux de tissus préimprégnés pour la production de matériaux composites. Certains sont en fibres de verre flexibles, d’autres en carbone. CompPair y ajoute une résine. Et c’est là que réside toute l’innovation de la jeune pousse. «C’est une sorte de colle époxy dont on ne peut pas dévoiler le secret de fabrication même si un brevet a été déposé sur la technologie», glisse Robin Triguera.

Nombreux avantages

Une fois que les tissus sont imprégnés de résine, ils peuvent être mis dans des moules. Ces derniers sont chauffés à 140 degrés durant trois heures. La résine durcit et les pièces en matériaux composites autoréparants prennent ainsi la forme souhaitée. Dans les bureaux vaudois de CompPair, toutes sortes d’objets ont été fabriqués selon ce procédé: skateboards, cannes de hockey ou pièces de bateau. «Nous visons une multitude de marchés, aussi bien le sport, l’éolien ou à plus long terme le spatial, l’aéronautique ou l’automobile», prévoit Amaël Cohades.

Les avantages sont nombreux. Quand une pâle d’éolienne subit un impact qui l’endommage, il faut la changer ou réparer la pièce en ajoutant du composite. Si la première solution est coûteuse, la seconde présente le désavantage d’alourdir la pièce, au risque de modifier ses propriétés. «Rien que pour les éoliennes, le coût de maintenance mondial est estimé à 13 milliards de francs pour 2020, souligne Amaël Cohades. Avec notre solution, il suffira de chauffer la partie endommagée de la pâle, sur place, pour la réparer.» L’agent réparateur s’active et la pièce endommagée s’autorépare rapidement, tout en conservant ses propriétés de base. «Ce procédé permet de prolonger jusqu’à trois fois la durée de vie d’une pièce. Néanmoins, la réparation n’est plus possible si l’impact est tel que les fibres sont cassées», précise Robin Triguera.

L’entrepreneur espère ainsi avoir un impact sur l’environnement en permettant de donner une nouvelle vie à des pièces que l’on ne prend plus la peine de réparer, comme une raquette de tennis ou une canne de hockey. «C’est une façon de réduire ainsi la quantité de déchets», estime l’entrepreneur.

La startup a industrialisé son procédé et trouvé un premier client. Les produits destinés au grand public seront disponibles d’ici vingt-quatre à trente-six mois dans le domaine du sport. Pourra-t-on réparer son vélo avec son foehn à la maison? «Oui, c’est un modèle envisageable. Cela dépendra surtout de la volonté de nos clients», note Amaël Cohades qui tient à maintenir la production de ses matériaux composites en Europe.

Avec le label Solar Impulse

Qu’en est-il de la concurrence? «Il existe une ou deux entreprises concurrentes à travers le monde qui proposent des matériaux autocicatrisants, à l’exemple de la société Mallinda aux Etats-Unis, mais la chimie et les propriétés mécaniques qui en résultent sont différentes. L’avantage de la technologie de CompPair consiste à maintenir les propriétés mécaniques des pièces même pendant la chauffe», note Véronique Michaud, professeure associée en science et génie des matériaux à l’EPFL, cofondatrice et conseillère scientifique au sein de la startup.

Détenant le label Solar Impulse - cela signifie qu’il s’agit d’une entreprise associant protection de l’environnement et rentabilité financière -, CompPair bénéficie également du soutien d’ESA BIC Suisse qui aide des startups possédant un lien avec des applications spatiales. A cet effet, la jeune entreprise a signé un partenariat avec la société Almatech qui fournit du matériel pour les marchés naval et spatial. CompPair participe également au projet Zesst, acronyme anglais de «navette rapide à zéro émission» de CO2. Des matériaux composites autocicatrisants seront utilisés sur ce bateau qui devrait voler sur les eaux de la baie d’Osaka dès 2025.

Si la société reste prudente en matière de prévision de ventes, elle s’attaque à un marché des composites évalué à 90 milliards de dollars par année, avec une croissance annuelle de 5%. «D’ici à quatre ans, nous espérons créer une entreprise de 40 à 45 personnes et doubler les effectifs en dix ans», glisse l’entrepreneur qui emploie actuellement 7 collaborateurs. Sa startup devrait rapidement intéresser des géants du secteur, à l’exemple de DuPont ou Gurit.

«Gros frein bpour l’innovation»

La Suisse est désormais considérée comme un pays tiers non associé au programme pour la recherche et l’innovation Horizon Europe, ainsi qu’aux programmes et initiatives qui y sont liés (lire page 24). «C’est un gros frein pour l’innovation», constate Amaël Cohades dont la startup a fait, elle aussi, des demandes auprès des instances européennes. «Les conséquences sont grandes car l’accès y est bien plus difficile. Nous espérons que des solutions plus adaptées seront vite trouvées.» CompPair a toutefois déjà bénéficié de plusieurs soutiens en Suisse, à l’exemple d’Innogrant (bourse de l’EPFL), d’InnoBooster (bourse de la Fondation Gebert Rüf), d’ESA BIC Suisse, de Tech4Impact (bourse de la fondation Switzerland Innovation), de la FIT (Fondation pour l’innovation technologique), d’InnoSuisse (Swiss Innovation Agency) et d’InnoVaud.

Le béton bouche ses fissures tout seul

Béton, peinture, caoutchouc... De nombreux matériaux peuvent cicatriser grâce à l’effet de la chaleur ou d’autres sources d’énergie. A l’exemple de pneus capables de s’autoréparer après une crevaison. Ceux-ci sont dotés d’un agent colmatant proche du mastic. Dès qu’un corps étranger transperce la bande de roulement, cette matière se fixe autour de l’impact afin d’empêcher une perte de pression. De leur côté, certains constructeurs automobiles américains, tel Panoz, offrent une peinture qui se répare toute seule, sous l’effet de la chaleur. Autre innovation: des bétons autoréparants qui contiennent des microcapsules, sorte de colle intégrée dans de minuscules sphères, qui se rompent en cas de dégât. «L’inconvénient est que cela tend à modifier les propriétés initiales du matériau (par exemple sa dureté ou son étanchéité) et que le mécanisme ne peut servir qu’une seule fois, tempère Véronique Michaud. Une alternative consiste à introduire des micro-organismes qui produisent du calcaire quand ils entrent en contact avec de l’eau et ainsi bouchent les fissures du béton.»