fr.wedoany.com Rapport : Pour que les nouveaux navires de guerre puissent naviguer en haute mer, ils doivent franchir un cap crucial en matière de matériaux : réduire le poids tout en résistant à des conditions extrêmes telles que les hautes températures, les radiations, la corrosion, le feu et la furtivité. Pendant longtemps, les technologies clés des composites de haute qualité pour navires de guerre étaient contrôlées par d’autres pays, et certains matériaux haute performance ainsi que des composants intégrés alliant structure et fonction restaient soumis à un blocus technologique étranger. Une bataille de recherche scientifique visant à rendre les matériaux clés des nouveaux navires de guerre autonomes et à résoudre le problème des « goulots d’étranglement » a été discrètement lancée à l’Université de Technologie de Dalian.
Récemment, une équipe dirigée par l’académicien de l’Académie chinoise d’ingénierie et professeur à l’Université de Technologie de Dalian, Jian Xigao, a mis au point un nouveau composant composite intégrant structure et fonction pour navires de guerre de nouvelle génération. Ce composant a passé avec succès les tests de tiers et l’évaluation de la Société chinoise de corrosion et de protection. Par rapport à l’acier naval actuellement en service, il réduit le poids de plus de 60 % ; il atteint les normes de performance globales en matière de résistance aux hautes températures, aux radiations, à la corrosion et au feu ; et son absorption des ondes radar ainsi que sa faible émissivité infrarouge répondent aux exigences d’application. Le niveau de maturité technologique a été évalué à 5, ce qui le rend apte à une application technique.
L’application concrète de ce résultat brisera efficacement le monopole technologique étranger de longue date, comblera les lacunes techniques de la Chine dans le domaine des composites de haute qualité pour navires de guerre, fournira une solution solide pour l’autonomie et l’amélioration des performances des nouveaux équipements navals chinois, et aidera les navires de guerre nationaux à réaliser leur rêve de haute mer.
Le « dilemme des matériaux » des équipements de haute mer
Brouillard salin élevé, chaleur humide intense, forte radiation ultraviolette, charges mécaniques complexes… Les composants principaux des navires de guerre doivent fonctionner dans de tels environnements extrêmes pendant des années. Ils doivent être légers pour réduire le poids, augmenter la vitesse et la charge utile du navire ; résister à la corrosion, aux hautes températures, au feu et aux radiations ; et répondre aux exigences strictes de furtivité radar et infrarouge des combats navals modernes.
« Auparavant, les matériaux traditionnels des navires chinois ne pouvaient pas concilier légèreté, multifonctionnalité et haute fiabilité », a admis Zou Jiaxuan, doctorant à l’École de génie chimique de l’Université de Technologie de Dalian et chef de l’équipe. Plus grave encore, les technologies clés telles que les matrices de résine haute performance, les composants intégrant structure et fonction, et l’usinage de précision des grandes pièces étaient depuis longtemps détenues par un petit nombre de pays, laissant la Chine avec des lacunes évidentes dans les matériaux haut de gamme et subissant un blocus technologique étranger.
Cet indicateur clé a directement affecté l’itération et la mise à niveau des nouveaux navires de guerre. Lors du choix des matériaux, les concepteurs étaient souvent confrontés à un dilemme : « réduire le poids sans résister à la corrosion, ou résister à la corrosion sans être furtif », ou devaient dépendre de marques importées, ce qui présentait des risques d’approvisionnement et de sécurité.
Face à cette situation difficile, sous la direction de l’académicien Jian Xigao, Zou Jiaxuan, avec l’aide de plusieurs collègues du groupe de recherche, a formé une équipe de recherche scientifique couvrant les domaines des matériaux, du génie chimique et de la mécanique. Se concentrant sur les besoins de développement des nouveaux navires de guerre en matière de légèreté, d’intégration et de haute sécurité, l’équipe s’est engagée à résoudre le problème des matériaux clés contrôlés par d’autres grâce à l’innovation autonome.
Une voie de recherche « sur mesure »
Contrairement au développement de nouveaux matériaux en général, cette équipe a insisté dès le départ sur une « approche axée sur la demande et orientée vers le combat réel ».
Depuis fin 2022, ils ont continuellement mené la conception de systèmes de matériaux, la fabrication de composants et la validation des performances, en se basant sur les besoins de service des composants navals dans des environnements de brouillard salin élevé, de chaleur humide intense, de forte radiation ultraviolette, de charges complexes et de protection fonctionnelle spéciale.
« Nous n’avons pas travaillé en vase clos », a déclaré Zou Jiaxuan. « Ce n’est qu’en comprenant parfaitement l’environnement de service réel que nous pouvons créer des matériaux vraiment efficaces. »
Dès le début de la recherche, l’équipe a été confrontée à un « os dur » reconnu dans le domaine du développement des composites pour navires de guerre : la légèreté, la haute performance et la furtivité, trois éléments qui semblent être des contradictions difficiles à concilier parfaitement dans un matériau.
Les premières explorations ont été marquées par des douleurs d’essais et d’erreurs. L’équipe est tombée dans un bourbier de « performance individuelle exceptionnelle mais déséquilibre global » : les formulations visant une légèreté extrême ne résistaient pas à l’érosion des environnements de brouillard salin élevé et vieillissaient et se fissuraient facilement ; les matériaux combinant résistance à la corrosion, au feu et aux radiations étaient trop denses pour atteindre les objectifs de réduction de poids ; et même lorsque la résistance mécanique atteignait à peine les normes, des fonctions clés comme l’absorption des ondes radar et la furtivité infrarouge faisaient souvent défaut.
Face à ce goulot d’étranglement central, l’équipe a abandonné l’approche traditionnelle de modification unique et a choisi une voie plus difficile pour sortir de l’impasse : reconstruire le système de structure moléculaire des matériaux polymères à partir de zéro. Comme avec un scalpel de précision, ils ont ajusté un par un les ratios de la matrice de résine, optimisé la disposition des matériaux de renforcement et amélioré continuellement les procédés de formage des composants.
Après avoir testé des milliers de formulations de matériaux, rejeté plus d’une dizaine de plans non viables et éliminé des dizaines de combinaisons à faible compatibilité… l’équipe a percé le brouillard et mis au point un nouveau composant composite intégrant structure et fonction pour navires de guerre, répondant pleinement aux normes de performance strictes, revêtant les équipements nationaux majeurs d’une « armure invisible » indestructible.
« L’application concrète de ce résultat brisera efficacement le monopole technologique étranger de longue date et comblera les lacunes techniques de la Chine dans le domaine des composites de haute qualité pour navires de guerre », a déclaré l’académicien Jian Xigao.
« La prochaine étape consistera à promouvoir pleinement l’application en conditions réelles et la validation technique des nouveaux matériaux sur les navires », a expliqué Zou Jiaxuan. L’équipe continuera à approfondir l’itération technologique et à accélérer l’intégration profonde de la recherche, de l’enseignement et de l’industrie. De « contrôlé par d’autres » à « autonome et contrôlable », l’équipe de recherche de l’Université de Technologie de Dalian a jeté une base solide en matériaux clés pour que les navires de guerre chinois réalisent leur rêve de haute mer grâce à l’innovation autonome.
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