Le 19 mai, la société japonaise Toray a annoncé la mise au point d'une technologie de transfert thermique haute performance qui améliore la conductivité thermique des composites en fibre de carbone au même niveau que celle des matériaux métalliques. Cette technologie permet de transférer efficacement la chaleur générée à l'intérieur du matériau vers l'extérieur par un chemin interne, contribuant ainsi à ralentir le vieillissement des batteries dans le secteur des transports mobiles.
Reconnue pour sa légèreté et sa haute résistance, la fibre de carbone est aujourd'hui utilisée dans la fabrication de pièces pour l'aérospatiale, l'automobile, la construction, les équipements sportifs et électroniques. Comparée aux alliages, sa conductivité thermique a toujours constitué un point faible, un aspect que les scientifiques s'efforcent d'améliorer depuis de nombreuses années. Dans le contexte du développement fulgurant des véhicules à énergies nouvelles, qui privilégient l'interconnexion, le partage, l'automatisation et l'électrification, les composites à base de fibres de carbone (CFRP) sont devenus indispensables pour optimiser la consommation d'énergie et réduire le poids des composants, notamment ceux des batteries. Par conséquent, il est devenu urgent de pallier ses défauts et d'améliorer efficacement la conductivité thermique des CFRP.
Auparavant, les scientifiques avaient tenté de conduire la chaleur en ajoutant des couches de graphite. Cependant, la couche de graphite est fragile et se fissure facilement, ce qui réduit les performances des composites en fibre de carbone.
Pour résoudre ce problème, Toray a créé un réseau tridimensionnel de CFRP poreux à haute dureté et à fibres de carbone courtes. Plus précisément, le CFRP poreux sert de support et de protection à la couche de graphite, formant ainsi une structure conductrice de chaleur. Un préimprégné de CFRP est ensuite déposé sur sa surface, permettant d'atteindre une conductivité thermique difficilement égalable à celle du CFRP conventionnel, voire supérieure à celle de certains métaux, sans altérer les propriétés mécaniques.
En ce qui concerne l'épaisseur et la position de la couche de graphite, c'est-à-dire le chemin de conduction thermique, Toray a bénéficié d'une totale liberté de conception, afin d'assurer une gestion thermique précise des pièces.
Grâce à cette technologie exclusive, Toray conserve les avantages du CFRP en termes de légèreté et de haute résistance, tout en assurant une dissipation thermique efficace de la batterie et des circuits électroniques. Cette technologie devrait trouver des applications dans des domaines tels que les transports mobiles, l'électronique portable et les objets connectés.
Date de publication : 24 mai 2021
