Dans ce contexte, le projet RE-CELL travaille au développement d'une nouvelle génération de supercondensateurs et de batteries structurelles à base de fibres de carbone recyclées, capables de stocker de l'énergie tout en faisant partie intégrante de la structure de l'aéronef.

Cette initiative, coordonnée par SOFITEC et impliquant AIMPLAS, l'Institut Technologique des Plastiques, et I2CON, propose un changement de paradigme dans la conception des composants aéronautiques grâce à l'utilisation de matériaux multifonctionnels alliant propriétés mécaniques et capacité de stockage d'énergie.

L'électrification des transports est essentielle à la réduction des émissions de CO₂, mais dans l'aviation, elle présente des limitations importantes dues au poids des batteries et à leur densité énergétique. RE-CELL relève ce défi en développant des composites structurels capables de stocker de l'énergie, éliminant ainsi les systèmes indépendants et optimisant le poids total de l'aéronef.

« Le principal défi de l'électrification dans l'aviation n'est pas seulement de stocker plus d'énergie, mais de le faire sans augmenter le poids. Les batteries structurelles permettent précisément cela : le composant lui-même remplit une double fonction, structurelle et énergétique », explique Esteban Castro, ingénieur R&D chez SOFITEC. Ces solutions seront initialement destinées à des applications non critiques, telles que les systèmes d'éclairage de cabine, jetant ainsi les bases d'une intégration future plus large.

L'une des caractéristiques distinctives du projet est l'utilisation de fibres de carbone recyclées comme base pour le développement de ces nouveaux matériaux. Cette stratégie contribue non seulement à la réduction des déchets dans les secteurs à forte intensité de composites, mais permet également de progresser vers un modèle d'économie circulaire dans l'industrie aérospatiale.

« Chez RE-CELL, nous recherchons non seulement des matériaux nouveaux et plus efficaces, mais aussi plus durables. Nous travaillons à donner une seconde vie à la fibre de carbone et à la transformer en une ressource à haute valeur ajoutée pour des applications exigeantes telles que l'aérospatiale », souligne Fernando Ramos, chercheur en mobilité durable et future à l'AIMPLAS. À cette fin, le projet développe des procédés avancés de recyclage et de traitement des fibres, ainsi que leur intégration dans des matrices polymères capables d'offrir simultanément des performances structurelles et électrochimiques.

Ce projet ne se contente pas de développer de nouveaux matériaux, il s'attaque également aux principaux défis scientifiques qui ont jusqu'à présent limité l'application pratique des batteries structurelles, tels que la mise au point d'électrolytes solides fonctionnels, la variabilité des fibres recyclées et la complexité du comportement combiné des propriétés mécaniques et électrochimiques.

« L'une des principales avancées du projet réside dans l'étude unifiée de phénomènes auparavant analysés séparément, comme la conduction ionique et le comportement mécanique du matériau. Cette approche intégrée est essentielle pour passer à des applications concrètes », explique Florin Ardelean, chercheur en modélisation et simulation numériques chez I2CON. Pour relever ces défis, le consortium combine la conception des matériaux, la modélisation multiphysique et la validation expérimentale, rapprochant ainsi cette technologie de l'application industrielle.

Validation sur un démonstrateur aéronautique à grande échelle :
le projet aboutira à la fabrication et à la validation d'un démonstrateur à grande échelle, intégré à un composant du train d'atterrissage d'un avion. Cette étape permettra de tester le comportement de la technologie dans des conditions représentatives et de favoriser son industrialisation. « Le développement d’un démonstrateur concret est essentiel pour valider non seulement le matériau lui-même, mais aussi sa transformation et son intégration dans les environnements industriels aérospatiaux », souligne Esteban Castro, ingénieur R&D chez SOFITEC.

RE-CELL s’inscrit dans le cadre du programme de collaboration public-privé 2023, financé par l’Agence espagnole de la recherche (AEI) et cofinancé par l’Union européenne. Grâce à cette initiative, le projet contribue au développement de nouvelles solutions pour les applications aérospatiales à base de matériaux recyclés. AIMPLAS apporte son expertise en matière de recyclage, de développement de matériaux polymères et de fabrication de composites avancés. I2CON pilote le développement des modèles numériques pour la conception et l’optimisation de la solution, tandis que SOFITEC assure la validation industrielle.

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