Publié à l’origine dans le JEC Composites Magazine.
L’impact des technologies légères et des composites sur le développement durable mérite d’être étudié, de même que le rôle joué par l’European Lightweight Cluster Alliance(ELCA) dans la coordination des efforts au niveau de l’UE. Comment une politique européenne sur les technologies légères peut-elle contribuer aux objectifs généraux de l’UE, notamment le « Green Deal » européen, la loi européenne sur les matières premières critiques et l’initiative européenne annoncée « Advanced materials for industrial leadership » (matériaux avancés pour un leadership industriel) ?
Autrefois étrangères l’une à l’autre, les industries valsent aujourd’hui ensemble avec des solutions légères, qui comprennent des composites renforcés de fibres, des alliages de métaux légers et des composites à matrice céramique. Cette recherche de solutions légères permet de réunir des partenariats intersectoriels, de favoriser le partage d’expertise et d’enrichir l’écosystème du marché.
Dans un monde aux prises avec le changement climatique, l’allègement présente des solutions tangibles pour réduire les émissions de gaz à effet de serre tout au long du cycle de vie des produits. Simultanément, il améliore les performances et l’efficacité des composants mobiles tout en rationalisant les processus de fabrication.
Autrefois étrangères l’une à l’autre, les industries valsent aujourd’hui ensemble avec des solutions légères, qui comprennent des composites renforcés de fibres, des alliages de métaux légers et des composites à matrice céramique. Cette recherche de solutions légères permet de réunir des partenariats intersectoriels, de favoriser le partage d’expertise et d’enrichir l’écosystème du marché.
L’allègement efficace commence dès la phase de conception. Les investissements de l’industrie dans l’amélioration des technologies d’allègement doivent être soutenus par un cadre politique favorable. Les politiques relatives à la légèreté sont d’une importance capitale pour pousser le marché vers la durabilité environnementale. Ces politiques sont les héros méconnus qui façonnent un avenir où les parties prenantes ne satisfont pas aux critères réglementaires, mais les redéfinissent.
Multiplier les politiques légères
Malgré les politiques et réglementations européennes existantes en matière d’allègement, telles que le Green Deal européen, le plan d’action pour l’économie circulaire et les lois sur les matières premières critiques, il reste nécessaire d’harmoniser ces efforts dans toute l’Europe. Le Green Deal de l’UE est un mélange de politiques à haute tension d’une valeur de 1 000 milliards d’euros, conduire l’Europe vers la neutralité climatique d’ici à 2050 . Les technologies légères jouent un rôle clé dans plusieurs aspects du Green Deal, en particulier dans l’action climatique et l’industrie durable. Souvent appelée « Fit for 55 », cette initiative ambitieuse vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de 55 % d’ici à 2030 par rapport aux niveaux de 1990. En ce qui concerne l’industrie durable, le plan d’action pour l’économie circulaire adopté vise à augmenter la durée de vie des produits. Les matériaux avancés, y compris les matériaux légers, sont essentiels à la transition vers une économie numérique verte pour la sécurité économique de l’UE.
Le Manifeste sur les matériaux 2030
a souligné la nécessité d’adopter « une approche systémique pour développer la prochaine génération de matériaux avancés axés sur les solutions, qui offriront des réponses plus rapides, évolutives et efficaces et les transformeront ainsi en opportunités pour la société, l’économie et l’environnement de l’Europe aujourd’hui et à l’avenir ».
Michael Luke, responsable du domaine de recherche Fraunhofer sur la construction légère, représentant l’Alliance légère de 14 instituts de la société Fraunhofer, souligne l’importance des politiques en matière de construction légère pour les objectifs de durabilité, l’évaluation des besoins en énergie et en ressources des processus de fabrication et la prise en compte des impacts sociaux et économiques au sens large. L’allègement consiste à conserver les mêmes performances avec une grande efficacité des ressources tout en optimisant la conception du produit.
L’allègement au premier plan
Des projetscts tels qu’AMULET (H2020) et SALIENT (HE) AMULET (H2020) et SALIENT (HE ) font progresser de manière significative les technologies légères.
Ces politiques et réglementations ont favorisé les progrès en matière d’allègement. Javier Sanfelix, chargé de mission à l’unité E3 de la DG Recherche et innovation pour la transformation industrielle de la Commission européenne, nous donne un aperçu de la situation.
Tout d’abord, le changement climatique et la durabilité sont les modèles dominants des défilés européens. Deuxièmement, les technologies légères ont prouvé qu’elles réduisaient efficacement les émissions de carbone tout en diminuant la consommation de ressources naturelles en termes de matériaux et d’énergie. Il a également souligné le soutien de la Commission européenne, en insistant sur les appels lancés dans le cadre du groupe 4 d’Horizon Europe (sur le numérique, l’industrie et l’espace) concernant les technologies et les matériaux légers.
Pedro Mimoso, directeur du développement commercial au Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros, s’est fait l’écho de ces propos et a souligné le travail de l’ELCA, qui est en première ligne pour aborder et amplifier ces questions de haut niveau dans le domaine de l’allègement et des composites. L’ELCA favorise l’échange de connaissances en encourageant la recherche et le développement, ainsi que les plateformes de collaboration. Début 2022, l’ELCA et l’European Lightweight Association (ELA) ont convenu de collaborer pour promouvoir les efforts européens en matière d’allègement, l’ELCA se concentrant sur l’innovation et l’ELA sur les activités liées aux entreprises.
En mai 2023, Composites United (CU), un réseau dans le domaine des composites, a organisé un événement à Bruxelles avec le soutien de l’ELCA et de l’ELA (« No European Green Deal without Lightweight Technology »), visant à souligner le rôle des technologies légères dans les objectifs du Green Deal.
Cette conférence a été suivie d’une conférence du réseau politique de haut niveau European Lightweighting Network (ELN), au cours de laquelle ces organisations ont discuté des meilleures pratiques et de la manière dont les technologies légères et l’innovation jouent un rôle important dans la réalisation d’une croissance durable. Au cours des derniers mois, l’ELCA, l’ELA et l’ELN ont discuté des avantages potentiels de l’établissement d’un agenda politique européen pour les technologies d’allègement sur l’industrie et la société en général, représentant les efforts d’harmonisation des acteurs clés sur la scène de l’UE.
En outre, des projets tels que
AMULET (H2020)
et
SALIENT (HE)
font des progrès considérables dans le domaine des technologies légères. AMULET vise à favoriser l’utilisation et la pénétration des solutions légères par les PME dans différents secteurs, notamment l’automobile, l’aérospatiale, l’énergie et la construction. Quant à SALIENT, il se concentre sur la sécurité automobile en développant des solutions légères qui sont non seulement circulaires, mais qui peuvent également s’adapter à différents scénarios de collision.
Allègement à chaud dans le secteur automobile
Les applications de transport, y compris le secteur automobile, ont été les pionnières en matière d’allègement, tout comme les applications d’énergie propre telles que les batteries et les turbines éoliennes. Des règlements tels que le règlement (CE) n° 715/2007 visaient à réduire les émissions de CO2 dès 2007, avec des modifications ultérieures pour les nouveaux véhicules utilitaires légers, par exemple, Règlement (UE) n° 510/2011. Les normes européennes en matière d’émissions de CO2 ont été adaptées au rythme de la masse des véhicules : plus le parc automobile est lourd, plus les quotas d’émissions de CO2 sont généreux. Dans leur forme actuelle, les réglementations européennes ont conduit à une augmentation de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre.
une réduction d’environ 74 % à 100 % des émissions potentielles de CO2 grâce aux initiatives d’allègement.
des émissions potentielles de CO2 grâce aux initiatives d’allègement.
L’Allemagne, acteur majeur des technologies légères et premier constructeur automobile européen, contribue à hauteur de 20 % à la production de composites polymères de l’UE (220 000 tonnes). En conséquence, le gouvernement allemand a convenu d’une « stratégie d’allègement qui équilibre les trois pierres angulaires de la durabilité – l’environnement, une économie résiliente et les aspects sociaux », comme l’a noté Werner Loscheider, chef de division au ministère fédéral des affaires économiques et de l’action pour le climat de l’Allemagne (BMWK). D’autres membres de l’UE n’ont peut-être pas d’agenda ou de stratégie spécifique en matière de poids léger, mais ils ont un impact en taxant et en subventionnant l’industrie automobile (voir la carte ci-dessous).
Les voix des pionniers
En regardant à travers les yeux de l’UE, il est clair que l’allègement et les composites sont là pour durer et qu’ils continueront à captiver. Javier Sanfelix a également souligné que l’UE travaillait à une action coordonnée sur les « matériaux avancés pour le leadership industriel ». Cette action a été annoncée comme une priorité clé pour 2024 par la présidente Von der Leyen, dans sa lettre d’intention envoyée au président du Parlement européen et à la présidence du Conseil après la conférence de Copenhague.
Discours sur l’état de l’Union en septembre
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Dans un avenir très proche, les discussions porteront sur la meilleure façon d’exploiter les priorités définies par l’ELCA et ses membres. Tout d’abord, ce plan d’action présente les impératifs de recherche qui guideront l’ascension de l’Europe dans le domaine matériel. Deuxièmement, il engage tous les États membres et les parties prenantes européennes à travailler ensemble à la réalisation d’objectifs stratégiques communs. La communauté des parties prenantes légères s’inscrit clairement dans le travail de ce plan coordonné grâce à des objectifs communs.
Javier Sanfelix a ajouté que les principaux défis technologiques identifiés pour les matériaux avancés, notamment la circularité, l’utilisation accrue des outils numériques pour changer la donne et l’accélération de la mise à l’échelle et du déploiement, sont également très pertinents pour les technologies légères.
Par conséquent, une stratégie européenne sur les matériaux avancés, envisagée pour le début de l’année prochaine, pourrait servir de catalyseur à l’expansion des applications des technologies légères dans des domaines tels que les suivants :
Accélération de la mise sur le marché grâce à la numérisation
Une place de marché attrayante pour les données sur les matériaux accélère les actions de recherche et renforce les synergies entre les acteurs et les secteurs de la chaîne de valeur des matériaux innovants. Pedro Mimoso partage cet avis et souligne l'importance de la conception légère dans les initiatives écologiques de l'Europe. Comme l'a déclaré CU : "Pas de Green Deal européen sans technologie de conception légère", Pedro Mimoso s'est exprimé : "Pas de conception légère sans numérisation".
Adoption de l'innovation
Les bancs d'essai (une forme d'infrastructure technologique) et les prototypes prennent vie dans le cadre d'une collaboration passionnée entre le monde universitaire, la recherche et l'industrie, alimentée par l'attrait de la technologie et les désirs du marché.
Renforcement de la circularité
Les chaînes de valeur des matériaux résilients émergent dans tous les secteurs, alors que l'Europe poursuit son objectif en matière de matériaux recyclés. De nouvelles méthodes de conception et d'évaluation pour la production de matériaux innovants "sûrs et durables dès la conception" renforceront la confiance de l'industrie et des utilisateurs finaux. Avec la future initiative "Matériaux avancés pour le leadership industriel", l'Europe devrait ouvrir la voie pour rassembler les initiatives pertinentes en matière de matériaux et unir les forces pour le leadership technologique européen, a déclaré Javier Sanfelix. Il a également noté qu'il existe des objectifs communs avec l'ELN : "Ensemble, ils travaillent à la construction d'un écosystème européen des matériaux qui favorisera la réalisation de l'objectif et renforcera le paysage industriel en Europe".
Un trio éblouissant
Les autorités publiques peuvent formuler et mettre en œuvre des politiques qui soutiennent les technologies légères. « Le soutien politique à l’allègement varie d’un pays à l’autre », admet Werner Loscheider. La Suède, l’Autriche et l’Allemagne ont identifié les technologies légères comme un facteur de changement et ont élaboré des programmes industriels nationaux comprenant des programmes de financement et des initiatives stratégiques. Cecilia Ramberg, directrice du programme d’innovation stratégique suédois (LIGHTer/RISE), souligne que ce trio adopte une approche plus holistique en reliant les technologies et matériaux légers au défi sociétal de la croissance durable. « Nous nous efforçons d’expliquer l’importance de l’efficacité des ressources et de relier ainsi les différentes technologies légères à la transition vers la durabilité. Il est essentiel de décrire le rôle de l’allègement pour une société plus durable afin d’accélérer la transition », a-t-elle déclaré. Michael Luke souligne les solides traditions d’ingénierie de la Suède, de l’Autriche et de l’Allemagne dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale et des transports, qui ont déjà expérimenté les avantages des solutions légères et qui aideront également la conversion de l’énergie, les applications maritimes et les industries mécaniques. » Leurs représentants politiques (et pas seulement leurs gouvernements) se sont fermement engagés en faveur de la durabilité et de la réduction de l’impact sur l’environnement », a-t-il déclaré. Werner Loscheider a également déclaré que la combinaison de la prise de conscience politique, de la demande industrielle et de la compréhension sociétale de l’importance stratégique de l’allègement constituait une base solide pour libérer tout son potentiel.
Selon Michael Luke, Cecilia Ramberg et Werner Loscheider, de nombreux pays entreprennent des actions stratégiques pour lutter contre l’allègement. Werner Loscheider conclut : « Néanmoins, une meilleure reconnaissance politique de l’importance de l’allègement en tant que technologie de transformation est nécessaire. La demande de l’industrie et d’une large communauté passionnée par l’innovation est utile. »
Feuille de route pour l’harmonisation
La collaboration internationale est essentielle pour soutenir et mettre en œuvre des modèles politiques efficaces. Pour y parvenir, il est important de rassembler les parties prenantes de différents secteurs, notamment les pouvoirs publics, les organismes de financement de la recherche et l’industrie, dans le cadre de projets de recherche conjoints, de plateformes de partage des connaissances ou de programmes de financement soutenant les initiatives transfrontalières, afin de partager les meilleures pratiques, d’échanger des idées et d’élaborer de nouvelles solutions dans l’intérêt des citoyens.
– Michael Luke, directeur du domaine de recherche Fraunhofer sur les constructions légères
Javier Sanfelix souligne qu’une coordination des activités de recherche et d’innovation entre l’UE et les États membres devrait être essentielle pour orienter stratégiquement les investissements dans les infrastructures, les compétences et les activités de recherche. Il pourrait même créer un écosystème européen des matériaux permettant aux chercheurs et à l’industrie de produire les matériaux de l’avenir. En tant qu’initiative centrée sur l’UE, « les objectifs à long terme de l’ELN sont de développer une stratégie européenne de légèreté, en commençant par un programme de recherche et de développement et en établissant un financement transnational de la recherche », confirme Werner Loscheider. Cecilia Ramberg ajoute : « Notre objectif est d’utiliser l’allègement pour accélérer le Green Deal » : « Notre objectif est d’utiliser l’allègement pour accélérer le Green Deal ».
Des voix influentes dans l’industrie pourraient certainement orienter l’élaboration de ces politiques. En facilitant l’échange de connaissances intersectorielles, de nouvelles chaînes de valeur peuvent être créées et donner lieu à de nouvelles réglementations. Pedro Mimoso est d’accord sur le partage des connaissances et croit en l’unité de l’UE et en une approche politique harmonisée entre les nations membres : « Une réduction de 1 kg du poids peut sembler négligeable. Cependant, si l’on tient compte des économies d’énergie, de la conservation des matériaux et de la réduction des émissions de CO2 qui en découlent, les avantages de la mise en œuvre d’une politique cohérente en matière de conception légère deviennent tout à fait évidents. C’est pourquoi l’UE doit fonctionner comme un tout ».
Michael Luke ajoute : « La collaboration internationale est essentielle pour soutenir la mise en œuvre de modèles politiques efficaces : « La collaboration internationale est essentielle pour soutenir et mettre en œuvre des modèles politiques efficaces. Pour y parvenir, il est important de rassembler les parties prenantes de différents secteurs, y compris les gouvernements, le financement de la recherche et l’industrie, dans le cadre de projets de recherche conjoints, de plateformes de partage des connaissances ou de programmes de financement qui soutiennent les initiatives transfrontalières, afin de partager les meilleures pratiques, d’échanger des idées et d’élaborer de nouvelles solutions dans l’intérêt de la population ».
Cecilia Ramberg a mis l’accent sur les trois étapes de la mise en place d’une politique d’allègement pouvant contribuer à la durabilité globale de l’UE
Objectifs : mieux expliquer comment les solutions légères permettent une société plus efficace en termes de ressources ; établir une coopération entre les différents matériaux (par exemple, l’aluminium et les composites ont des avantages et des inconvénients différents) entre les différentes technologies légères ; par exemple, la Suède a dix ans d’expérience de coopération dans le domaine des compétences multimatériaux, et les résultats sont inspirants ; promouvoir la collaboration entre les réseaux (par exemple, ELN, ELCA, ELA et CU).
Parallèlement à ces mesures, l’ELCA et ses membres s’efforcent d’établir un cadre politique harmonisé en Europe. « Nous sommes confrontés à de grands défis : communiquer la philosophie de l’allègement, sensibiliser à ses concepts, rassembler de nombreuses perspectives différentes et surmonter les préjugés – l’allègement ne se limite pas aux composites », conclut Werner Loscheider.
Note de clôture
L’allègement offre une solution tangible au défi du changement climatique et l’Europe est en première ligne pour relever ce défi. Une politique à l’échelle de l’UE permettra à tous les États membres d’appliquer les mêmes normes, ce qui simplifiera la mise en conformité et facilitera la commercialisation des produits manufacturés, tout en permettant aux produits européens de se démarquer sur le marché mondial. L’influence de la société est aussi cruciale que celle des responsables administratifs dans l’élaboration d’une telle politique d’allègement à l’échelle de l’UE. La sensibilisation et l’engagement actif de la société civile ont un impact direct sur l’agenda politique de l’UE, l’incitant à s’adapter de manière plus agile et plus réactive. L’essor de la numérisation (par exemple, les plateformes numériques, les pétitions en ligne) amplifie encore la voix des citoyens ordinaires. La voie à suivre est claire : une action unifiée pour un avenir plus léger et plus efficace.
En savoir plus sur le travail de l’équipe Matériaux
Notre équipe chargée des matériaux avancés collabore avec les principaux équipementiers et organismes de recherche pour élaborer des initiatives telles que l’European Lightweight Cluster Alliance, afin d’accélérer l’adoption des matériaux avancés dans toute l’Europe. Contactez-nous pour en savoir plus.
