Bilan

La fibre de carbone pourrait réindustrialiser l’Europe

Après avoir conquis l’aéronautique et le sport, le matériau séduit l’automobile. Et réveille les projets de relocalisation des usines en Europe.

Le Mittelstand, fameux tissu de grosses PME familiales allemandes, fait la force de l’économie du pays. Il est aussi le théâtre discret de batailles à coups de millions d’euros qui en disent long sur l’évolution de secteurs industriels entiers. Ainsi, il y a quelques mois, Volkswagen a tenté de souffler à BMW le contrôle d’une de ces PME: SGL Carbon. Mal lui en a pris. Le constructeur bavarois a répliqué en doublant sa participation (16%). La famille Quandt, qui détient BMW, est ensuite venue verrouiller la position en faisant passer sa propre participation de 22 à 29% dans SGL. Pourquoi pareille guerre éclair? Parce que SGL Carbon est un leader de la fibre de carbone. Or, ce matériau est sur le point de rebattre les cartes sur le marché de l’automobile, après l’avoir fait pour l’aéronautique. Réservée hier à des applications élitistes pour le spatial ou le sport de haut niveau, la fibre de carbone est aujourd’hui plus abordable. Depuis 2005, son marché croît au rythme de 25% par an. Et si, comme le prédit Andy Rihs (le fondateur de Phonak et des vélos BMC), «la fibre de carbone devient aux matériaux ce que le microprocesseur a été à l’électronique», un chamboulement de l’appareil industriel est en gestation avec à la clé une chance de réindustrialiser l’Europe. Exagérations?

Poids   Même Ferrari cherche à gagner en légèreté avec le carbone.

  Régime: au tour des voitures

Pour comprendre ce qui se joue,  il faut aller trouver le professeur Jan-Anders Manson à l’EPFL. L’ingénieur d’origine suédoise est un des meilleurs spécialistes du carbone et des composites. On le retrouve derrière les coques des Alinghi vainqueurs de la Coupe de l’America au travers de ses collaborations avec le chantier Décision. Avant cela, il travaillait chez Boeing, où il a exploré en pionnier le remplacement de l’aluminium par la fibre de carbone, ce qui a conduit au développement du 787 Dreamliner. «A l’époque, se souvient le chercheur, Phil Condit, le président de Boeing, nous disait: mes employés la détestent, mes clients la détestent et pourtant je dois passer à la fibre de carbone. A résistance égale, elle est 30% plus légère que l’aluminium et 50% que l’acier. Sur un appareil comme le Dreamliner, fait à 52% de composites, cela signifie 20% d’économie de kérosène.» Confrontées au pétrole cher, les compagnies aériennes ont rempli le carnet de commandes de Boeing  pour les 787 jusqu’en 2019. Et forcé Airbus à passer aussi au carbone avec l’A350. Pour Jan-Anders Manson, ce qui vient de se passer dans l’aéronautique va se dérouler dans une industrie dont les volumes sont autrement importants: l’automobile. Pour le confirmer, il navigue dans les dizaines de présentations PowerPoint de son Mac afin d’en sortir deux graphiques éclairants. Le premier montre la prise de poids des voitures les plus vendues comme les Golf ou les Escort: 400 à 500 kilos de plus en vingt ans! Son autre graphique dessine, lui, les obligations en termes de réduction des émissions de CO2 qu’imposent les Etats pour les dix prochaines années. Avec un petit sourire, il ajoute: «Dans un pays comme la Norvège, cela signifie qu’une Porsche Cayenne à 68 000 euros en coûtera  53 000 de plus à cause du malus CO2 dès 2015.»

L’efficacité énergétique des véhicules ne repose bien sûr pas seulement sur leur allégement. L’aérodynamisme compte, de même que l’électrification hybride ou totale de la motorisation. Mais ces trois éléments ne sont pas exclusifs, raison pour laquelle BMW vient de confirmer le lancement de ses véhicules électriques i3 et i8 en 2014. Eux vont, de facto, faire entrer la fibre de carbone dans la production de masse. Après McLaren et Ferrari dont les modèles routiers héritent désormais de châssis en carbone développé pour la F1, BMW prévoit même de généraliser le carbone progressivement à toute sa gamme. Volkswagen a de son côté créé un laboratoire sur les composites avec Lamborghini. Et l’équipementier Faurecia vient de se positionner en reprenant les usines de Sora Composites. Il faut dire que les enjeux sont considérables. «Outre son efficacité énergétique et sa résistance à l’usure, c’est un matériau qui donne beaucoup plus de liberté aux designers et qui rend l’outil de production plus facilement reconfigurable», résume Jan-Anders Manson. Son gros défaut, toutefois, est de ne pas faire partie de l’infrastructure existante qui immobilise des capitaux considérables. Le seul moyen de rendre le carbone viable industriellement est de rendre ses produits meilleur marché. C’est parce qu’il y est parvenu que Jan-Anders Manson a créé EELCEE, il y a trois ans, au parc scientifique de l’EPFL.

Machine à tresser   Elle a permis de rapatrier la production des vélos BMC de Taiwan en Suisse.  

Une usine relocalisée à Soleure

«Avec une équipe en 3x8 et un cycle de production de quarante minutes, vous produisez 10 000 pièces par ligne de production et par an», explique le chercheur. Seule  solution pour que la fibre de carbone soit compétitive dans ce cas-là: la Chine. C’est là en effet qu’aujourd’hui se concentre la production. «L’autre possibilité, reprend le professeur Manson, est de diminuer le cycle à moins d’une minute.» C’est ce qu’il est parvenu à faire avec EELCEE. L’entreprise développe toutes sortes de pièces de structure pour l’automobile grâce, d’une part, à la robotisation et, d’autre part, en s’insérant dans un processus industriel existant, celui des pièces en plastique thermomoulées.  Les éléments de carrosserie deviennent ainsi aussi solides que ceux en acier grâce aux renforts en fibre de carbone. Ayant reçu récemment une injection de 7 millions de francs de Fourier Transform, un fonds suédois spécialisé dans l’automobile, ainsi que d’investisseurs privés comme Johannes Stenberg, le conseiller personnel du fondateur d’Ikea Ingvar Kamprad, EELCEE construit maintenant une usine pilote en Suède afin de bénéficier d’une des sources possibles du carbone: les déchets de l’industrie du papier.

«Nous avons multiplié les analyses de cycle de vie, explique le professeur, il n’y a pas de doute que le carbone impacte moins l’environnement que des matériaux concurrents comme le magnésium et encore moins s’il vient de déchets.»  Instruit par la lenteur du passage à la fibre de carbone chez Boeing à cause de la résistance des ingénieurs habitués au métal, Jan-Anders Manson sait que l’adoption de la fibre de carbone ne sera pas instantanée. Mais une expérience conduite en Suisse suggère toutefois que son pari est réaliste. Dans un bâtiment de la zone industrielle de Granges dans le canton de Soleure, Sandro Linder se tient devant une machine à tresser de 3,5 mètres de haut. L’ingénieur responsable de la production des cadres des vélos BMC explique comment, en cinq ans, son équipe est parvenue à automatiser tout ce processus afin de rapatrier la production des vélos BMC de Taiwan en Suisse. Certes, il s’agit de cycles haut de gamme et la production plafonne à dix vélos par jour. «Pour être compétitifs, il faudrait arriver à 40 vélos par jour, explique l’ingénieur. Mais ce n’est plus une question de processus mais d’investissements. Nous avons démontré la faisabilité d’une telle production en Suisse.» C’est la voie que s’apprêtent à suivre les constructeurs automobiles.

BMW   Ce véhicule électrique i8 sera lancé en 2014.  L’allemand prévoit de produire en masse avec la fibre de carbone.

Crédits photos: dr

Fabrice Delaye
Fabrice Delaye

JOURNALISTE

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Fabrice Delaye a découvert Internet le 18 juillet 1994 sur les écrans des inventeurs du Web au CERN. La NASA diffusait ce jour-là les images prises quasi en direct par Hubble de la collision de la comète Shoemaker-Levy sur la planète Jupiter…Fasciné, il suit depuis ses intuitions sur les autoroutes de l’information, les sentiers de traverse de la biologie et étend ses explorations de la microélectronique aux infrastructures géantes de l’énergie.

L’idée ? Montrer aux lecteurs de Bilan les labos qui fabriquent notre futur immédiat; éclairer les bases créatives de notre économie. Responsable de la rubrique techno de Bilan depuis 2006 après avoir été correspondant de L’Agefi aux Etats-Unis en association avec la Technology Review du MIT, Fabrice Delaye est diplômé de l’Institut d’Etudes Politiques de Paris et de l’EPFL.

Membre du jury des SwissICT Awards, du comité éditorial de la conférence Lift et expert auprès de TA-Swiss à l’Académie Suisse des Arts et des Sciences, Fabrice Delaye est l’auteur de la première biographie du président de l’EPFL, Patrick Aebischer.

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