Un voilier dont la coque ne pèse que 28 kilogrammes peut fendre les vagues porté par le vent, tout en restant aussi stable qu’un roc. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi la fibre de carbone a fait le saut de l’aérospatiale à la construction navale et est rapidement devenue une caractéristique standard des embarcations haut de gamme ?
La réponse pourrait résider dans ce chiffre : une réduction de poids supérieure à 20 % par rapport aux structures traditionnelles en alliage d’aluminium. Lorsqu’un ferry passager de 34 mètres peut perdre un cinquième de son poids, le résultat n’est pas seulement une augmentation de la vitesse, mais aussi une réduction significative de la consommation d’énergie et une autonomie nettement accrue. Telle est l’attraction exercée par les tissus multicouche en fibre de carbone dans le secteur maritime.
Adoption complète dans le secteur maritime : la « carte navigable » des tissus multicouche en fibre de carbone
Grâce à leurs performances supérieures, les tissus multicouche en fibre de carbone sont largement adoptés dans les structures centrales, les composants clés et les installations annexes de la construction navale, couvrant l’ensemble des types de navires, y compris les yachts, les ferries à passagers, les navires commerciaux et les navires spécialisés.
Coque et superstructure : Légères et durables, conçues pour répondre aux exigences globales du navire
La coque est la structure porteuse centrale d’un navire et représente l’application la plus répandue application des fibres de carbone multicouche.
(1) Yachts de luxe / Yachts à voile : Des yachts européens haut de gamme (tels que le « Vision Of The Fjords » norvégien) utilisent des tissus multicouche tissus en fibres de carbone pour construire des coques en fibre de carbone de 41 mètres de long, formées en une seule pièce par infusion sous vide. Cela permet de réduire le poids de plus de 40 %, d’augmenter la vitesse, de diminuer la consommation de carburant et d’améliorer considérablement la résistance au vent et aux vagues.
(2) Ferries à passagers à grande vitesse : Région de la Grande Baie Guangdong-Hong Kong-Macao : Les « Nouvelle Perle 3 » (capacité de 500 passagers) et « Nouvelle Perle 39 » (capacité de 400 passagers) sont entièrement construites à partir de matériaux composites en fibre de carbone multi-axiale de grade T700, produits localement. Par rapport aux coques en alliage d’aluminium, elles pèsent plus de 20 % moins lourd, offrant une augmentation de 40 % de l’autonomie en propulsion entièrement électrique. Elles peuvent naviguer en toute sécurité par des vents atteignant l’échelle de Beaufort 8 et fonctionner sans émissions.
(3) Vedettes rapides / Navires militaires : Un certain modèle de vedette rapide utilise de la fibre de carbone multi-axiale pour remplacer les tôles d’acier, ce qui permet une réduction de 32 % du poids total, une augmentation de 18 % de la vitesse et une amélioration de 21 % de l’efficacité énergétique. Par ailleurs, cela réduit les besoins en maintenance anticorrosion et abaisse le coût total sur le cycle de vie de 40 %.
Pont, cloisons étanches et composants structurels : résistance à la fatigue, maintenance réduite
Les ponts et les cloisons étanches sont constamment soumis au passage des piétons, au chargement des cargaisons et à l’impact des vagues, ce qui les rend sujets aux fissurations et à la corrosion. Les ponts et les cloisons étanches fabriqués en tissu de fibre de carbone multi-axial offrent une rigidité élevée, une excellente résistance à la fatigue et à la corrosion ; ils ne présentent aucun signe de corrosion après 10 ans, et leurs coûts d’entretien sont inférieurs de 60 % à ceux des composants en acier.
Composants critiques spécialisés : conception allégée, performances renforcées
(1) Couvercle étanche pour propulseur d’étrave : Un produit inédit au monde développé par Shanghai Huzhou, doté d’une structure sandwich en fibre de carbone multi-axe + nid d’abeille, avec une masse volumique de seulement 1 (capable de flotter sur l’eau). Pesant seulement le cinquième de ses équivalents étrangers comparables produits , il répond aux exigences de résistance mécanique à des profondeurs sous-marines comprises entre 15 et 25 mètres. Il a été retenu par la Mediterranean Shipping Company (MSC) et installé sur 24 porte-conteneurs, réduisant ainsi considérablement les coûts d’entretien en cale sèche.
(2) Foils en fibre de carbone : Le catamaran VS-9 est équipé d’hydrofoils en fibre de carbone tissée en 3D, d’une envergure de 3,2 mètres et d’un poids de seulement 18 kg (contre 55 kg pour les hydrofoils traditionnels en alliage d’aluminium). Cette conception améliore le temps de réponse à environ 0,1 seconde et prolonge la durée de vie en fatigue à 8 à 10 ans.
(3) Voile rotative : Composant central des systèmes de propulsion assistée par le vent destinés aux navires océaniques, elle est fabriquée à l’aide d’un procédé d’enroulement multi-axial en fibre de carbone suivi d’un moulage par compression. Cette technologie pallie les faiblesses des voiles rotatives métalliques traditionnelles — à savoir leur masse élevée, leur sensibilité à la corrosion et leurs performances aérodynamiques médiocres — et peut réduire la consommation de carburant d’un navire de plus de 30 %, contribuant ainsi à la décarbonisation du secteur maritime.
Intérieur et équipements : conception légère, souple et efficace
Les tissus en fibre de carbone multi-axiaux sont utilisés pour les intérieurs de navires, les meubles et les supports d’équipements. Ces matériaux sont légers, faciles à travailler et offrent une grande flexibilité de conception. Ils permettent une installation modulaire, réduisent le poids de la superstructure, améliorent la stabilité du navire et confèrent un aspect haut de gamme.
Pourquoi les bateaux haut de gamme choisissent-ils la fibre de carbone multi-axiale ?
Weinuo Composites ? Une entreprise privée chinoise rare spécialisée dans la fibre de carbone multi-axiale
Le domaine des tissus multi-axiaux en fibre de carbone a longtemps été dominé par des géants étrangers. Zhangjiagang Weinuo Composite Materials Co., Ltd. est l’une des rares entreprises privées chinoises capables de développer et de produire en série, de manière autonome, des tissus multi-axiaux en fibre de carbone.
Fondée en 2015 et située à Zhangjiagang, dans la province du Jiangsu, Weinuo est active depuis plus de dix ans dans le secteur des fibres de carbone :
(1) Capacité de production : une production mensuelle de 500 000 mètres carrés de tissus tissés en fibre de carbone, de 100 000 mètres carrés de tissus unidirectionnels, de 3 millions de mètres carrés de préimprégnés (prepreg) et de 100 000 plaques en fibre de carbone.
(2) Équipements : l’entreprise exploite 30 machines à tisser avancées, 15 lignes de production de préimprégnés, 1 machine à tricoter à mailles unidirectionnelles, 10 presses à chaud et 80 fraiseuses à commande numérique (CNC).
(3) Expertise technique : nous détenons plus de 20 brevets d’invention et sommes certifiés ISO 9001.
(4) Portefeuille de produits : notre gamme couvre diverses spécifications, notamment 1K, 3K, 6K et 12K, et comprend des tissus tissés en fibre de carbone, des tissus unidirectionnels, des préimprégnés et des plaques.
Les produits Weinuo sont largement utilisés dans les domaines de l’aérospatiale, du photovoltaïque, de la marine, des transports ferroviaires, des pièces automobiles, des équipements sportifs, des drones, des dispositifs médicaux, ainsi que dans d’autres secteurs.
À noter que Weinuo propose des solutions « sur mesure » basées sur les besoins des clients, offrant des services clés en main allant du tissage à la production de préimprégnés. Cela signifie que, qu’il s’agisse de grands tissus multi-axiaux destinés aux applications marines ou de stratifiés personnalisés avec des angles spécifiques, Weinuo possède la capacité de répondre rapidement.
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