Un nouveau processus de fabrication de titane pourrait aboutir à des avions plus légers

Un nouveau procédé de production de titane, un métal de plus en plus utilisé dans les avions pour réduire le poids et la consommation de carburant, est nettement moins cher et moins énergivore que les méthodes conventionnelles. La technique pourrait conduire à l'utilisation du titane pour réduire le poids des voitures, aidant ainsi les constructeurs automobiles à respecter les réglementations plus strictes en matière d'économie de carburant.

Le titane nécessite normalement une quantité importante d'énergie pour être fabriqué. La méthode conventionnelle, appelée procédé Kroll, implique plusieurs étapes nécessitant des températures très élevées. Le nouveau procédé, développé par ISR International , prend moins d'étapes, utilise moins d'énergie et produit de la poudre de titane plutôt que des lingots. La poudre peut être pressée et fusionnée en quelque chose de très proche de la forme du produit final, ce qui réduit la quantité d'usinage nécessaire.

Le procédé de SRI utilise des arcs plasma pour faciliter les réactions entre les molécules d'hydrogène et le chlorure de titane, un produit chimique produit à partir de minerai de titane. Les arcs, comme les éclairs, cassent l'hydrogène, produisant de l'hydrogène atomique qui peut facilement réagir, explique Barbara Heydorn, directrice principale du Centre énergétique du SRI. Les réactions produisent de la vapeur de titane qui se solidifie rapidement et forme de la poudre de titane.

Les limites d'émissions de carbone en Europe ont conduit à une utilisation accrue du titane dans les avions. La possibilité que des réglementations similaires soient introduites aux États-Unis et les inquiétudes concernant la volatilité des prix du carburant stimulent également l'utilisation du titane dans les avions. Le matériau léger et résistant à la corrosion est idéal pour certaines pièces de moteur, y compris les pales de ventilateur. Il sert également de matériau structurel essentiel dans les avions plus récents qui utilisent des matériaux composites au carbone, car l'aluminium habituellement utilisé dans les structures d'avions est incompatible avec les composites au carbone (voir Additive Manufacturing Is Reshaping Aviation).

SRI a jusqu'à présent démontré une version à petite échelle du processus de production de titane pur. Il travaille actuellement sur un processus en deux étapes pour améliorer les rendements et réduire les coûts avant de tenter de le développer.

Le SRI pourrait être confronté à des défis majeurs pour mettre le nouveau procédé sur le marché. L'introduction d'un nouveau processus de métaux est particulièrement difficile, dit Donald Sadoway , professeur de chimie des matériaux au MIT. D'importants investissements sont nécessaires pour rendre les usines de traitement rentables, dit-il, et il peut être difficile d'obtenir des financements pour les nouvelles technologies car elles sont confrontées à la conviction largement répandue que l'industrie des métaux est mature et que les procédés optimaux ont été découverts.

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