Étude de faisabilité pour des panneaux de bois à faible conductivité électrique

L’intégration d’un luminaire dans un meuble parait simple. Mais si cela doit se faire sans câblage, il faut trouver une nouvelle solution. C’est l’objet du projet « CoPaCabANi » : développer un panneau de meuble conducteur de courant.

Fiche signalétique

Situation

Aujourd’hui, l’intégration de composants électroniques dans les meubles nous parait évidente. Mais pour le passage des câbles dans le meuble, de nouvelles solutions doivent être trouvées. Le projet CoPaCabANi (Conductive Particleboard for Cabinets At Night) suit à cet égard l’approche consistant à alimenter les composants électroniques en électricité sans câble. La première pierre de cette idée a été posée dans le projet « Smart Electronic Furniture » de la BFH, entre autres avec le concept d’un panneau conducteur de courant. L’alimentation électrique sans fil des lampes à LED, par exemple, offre des possibilités entièrement nouvelles et inconnues jusqu’à présent pour l’éclairage intérieur, l’éclairage de meubles ou de surfaces en bois et leur utilisation créative. L’utilisation de plaques conductrices de courant permet d’intégrer des lampes à LED et, le cas échéant, d’autres composants électroniques dans le meuble de manière très flexible, sans câble et donc à moindre cout. Cette étude de faisabilité vise à clarifier des questions importantes concernant la technologie des procédés, les propriétés des matériaux et les couts de production. Elle se concentre sur le perfectionnement de la plaque conductrice de courant et de ses propriétés, afin d’élaborer une base de décision pour un développement technologique ultérieur avec des partenaires de mise en œuvre.

Möbelstück aus schwachstromleitenden Möbelplatten.
Möbelstück aus schwachstromleitenden Möbelplatten.

Approche

Un panneau à base de bois disponible dans le commerce ne conduit pas l’électricité. Pour que les plaques conduisent le courant, il faut y ajouter une petite quantité de matériau conducteur d’électricité (additifs). Dans le cadre du projet précédent, des fibres de carbone avaient été utilisées à cet effet. Il s’agit désormais dans un premier temps de déterminer si d’autres additifs peuvent être utilisés pour les panneaux conducteurs de courant. La prochaine étape consistera à développer les panneaux dotés éventuellement des nouveaux additifs, afin d’obtenir la meilleure conductivité possible avec un pourcentage d’additif le plus bas possible. L’étude conceptuelle précédente a révélé des difficultés à mélanger de manière homogène les copeaux de bois et les fibres de carbone, avec des conséquences sur la surface du panneau, son aspect et son traitement ultérieur, par exemple au moment du revêtement. Après le succès du développement du panneau conducteur de courant, l’accent est donc mis sur la possibilité de traitement ultérieur. Il faut alors déterminer si les améliorations apportées à la plaque ont déjà eu un effet positif, ou si le fait que le panneau ne se prête que difficilement au traitement ultérieur repose sur un autre facteur. Le projet se termine par la conception et la réalisation d’un objet de démonstration. Les effets économiques et écologiques du développement font, en parallèle, l’objet d’une évaluation.

Résultat

Même après l’analyse d’autres additifs, les fibres de carbone permettent toujours d’obtenir les meilleurs résultats pour les applications visant à augmenter la conductivité des matériaux dérivés du bois. La prise en compte d’autres matériaux est ouverte ; l’utilisation du graphène (encore très cher) est par exemple actuellement à l’étude. Il semble toutefois que la fibre de carbone offre globalement la meilleure solution s’agissant du processus, de la conductivité et des couts. Il a été possible de développer un procédé qui permet de mélanger de manière presque parfaitement homogène des copeaux ou des fibres de bois avec des fibres de carbone. Les valeurs de référence fixées comme objectif ne sont pas encore totalement atteintes. En optimisant davantage le processus et sans augmenter la proportion de fibres de carbone, on devrait cependant y parvenir. Un concept de recyclabilité des panneaux se fondant sur un scénario prometteur de recyclage séparé des composants du panneau a été élaboré. La suite portera sur la possibilité de traitement ultérieur ainsi que sur un objet de démonstration. Ces étapes seront abordées prochainement.

Perspectives

Les panneaux de meuble conducteurs de courant faible que nous avons développés ainsi qu’un connecteur LED pour panneaux à trois couches ont entretemps fait l’objet d’une demande de brevet. Si l’étude de faisabilité se révèle concluante, il est prévu de développer le produit ou l’idée en collaboration avec un partenaire de mise en œuvre jusqu’à sa commercialisation. À l’heure actuelle, elle a déjà permis de mener des discussions avec des partenaires potentiels, tant en Suisse qu’à l’étranger. Le secteur de l’ameublement et celui des fournisseurs de meubles se montrent très intéressés.

Ce projet contribue aux objectifs de développement durable suivants

  • 9: Innovation et infrastructures