Aéronautique : la fibre de carbone, prochain pari industriel de Pékin

Après les vélos et les éoliennes, l'industrie chinoise de la fibre de carbone vise l'aviation et le spatial.

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Après avoir conquis les marchés de masse, les industriels chinois attaquent les qualités réservées à l’aéronautique, au spatial et à la défense. L’avionneur public Comac veut faire passer la part des composites, ces fibres noyées dans une résine, de 12 % sur son C919 à plus de 50 % sur le futur C929. Zhongfu n’a fait état d’aucune qualification aéronautique pour sa nouvelle fibre.

Les autorités de Pékin ont adopté le principe d’une montée en gamme de ce matériau et des autres fibres à hautes performances. La Chine vise le haut du spectre : les fibres les plus résistantes et les plus rigides, celles que les industriels transforment en ailes d’avion, en réservoirs de lanceurs ou en enveloppes de moteurs-fusées.

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Sur le reste du marché, la Chine a déjà pris la tête. Ses usines totalisaient 171 080 tonnes de capacités opérationnelles, selon le rapport sectoriel d’ATA Carbon Fiber Tech, soit 52,5 % d’un total mondial estimé à 326 080 tonnes.

Ces capacités, le pays les a bâties pour des marchés de volume. Il cherche désormais à maîtriser la chaîne entière qui mène du précurseur, le polymère que l’on file puis carbonise pour obtenir la fibre, jusqu’à la pièce finale d’un avion ou d’un lanceur. La bascule a commencé dans les usines.

Le 28 juin, Zhongfu Shenying, filiale du groupe public China National Building Material, a mis en service trois lignes de production dans son complexe de Lianyungang, dans la province du Jiangsu. L’entreprise leur attribue ensemble 6 600 tonnes de capacité annuelle, réparties entre trois marchés.

Sur la première ligne, 1 000 tonnes par an, Zhongfu produit la SYT70, qu’elle présente comme une fibre de classe T1100. La référence vient de Toray, fournisseur historique de l’aéronautique, dont la numérotation grimpe avec la résistance. Zhongfu destine cette fibre à l’aéronautique, au spatial et aux équipements de pointe. La deuxième ligne, 5 000 tonnes, fabrique la SYT45S-48K, une fibre dite à grande mèche (48 000 filaments par faisceau), conçue pour les applications de grand volume : pales d’éoliennes, réservoirs sous pression, structures automobiles. Zhongfu réserve la troisième, 600 tonnes, aux fibres à haut module, c’est-à-dire très rigides, sous la référence SYM40 et au-delà.

Les 5 000 tonnes de grande mèche pèsent cinq fois la ligne aéronautique. Zhongfu continue ainsi de remplir ses usines avec la grande série et consacre une ligne entière de 1 000 tonnes aux qualités avancées, susceptibles de dégager des marges plus élevées. Dès juin, l’industriel public appliquait la logique du texte pékinois de septembre : réorienter vers les usages stratégiques une capacité construite pour le volume.

À Lianyungang, Zhongfu n’occupe pour l’instant que trois des dix emplacements prévus. L’entreprise a conçu le complexe pour atteindre environ 31 000 tonnes de capacité annuelle et y annonce un investissement de 6 milliards de yuans. Les lignes de juin ouvrent la première tranche du projet, et seule celle de la SYT70 vise l’aéronautique.

Sa fibre la plus ambitieuse, Zhongfu l’avait dévoilée trois mois plus tôt.

La SYT80, rivale déclarée de la T1200

Le 12 mars, Zhongfu Shenying a présenté la SYT80, qu’elle range dans la classe T1200, l’une des fibres les plus résistantes du catalogue de Toray. L’entreprise lui attribue une résistance à la traction de 8 000 mégapascals (MPa), la contrainte que la fibre supporte avant de rompre. Elle y ajoute un module de 324 gigapascals, un allongement à la rupture (l’étirement avant cassure) de 2,5 % et une densité de 1,79 gramme par centimètre cube. Ces valeurs déclarées placent la SYT80 parmi les fibres commerciales les plus résistantes, tout près de celles que Toray publie pour sa T1200.

« À l’échelle de la centaine de tonnes » : c’est ainsi que Zhongfu décrit la quantité de SYT80 préparée. L’entreprise n’a précisé ni le volume vendu ni la cadence qu’elle compte tenir chaque année.

Les avionneurs et les autorités de certification examinent bien d’autres données qu’une fiche technique. Pour qualifier une fibre, ils mesurent la dispersion statistique de ses performances, sa régularité d’un lot à l’autre et ses défauts microscopiques. Ils éprouvent aussi son ensimage, le revêtement qui la protège et favorise son adhérence à la résine, sa tenue au vieillissement et le comportement de la pièce composite finale. Deux fibres aux valeurs de résistance voisines peuvent diverger sur chacun de ces points.

L’entreprise a elle-même prévenu que les évaluations et les certifications de ses clients pourraient être longues. Elle ajoutait que le lancement de la SYT80 ne devrait pas peser significativement sur ses résultats à court terme.

Toray et Hexcel dans les ailes du 787

En 2003, Boeing a lancé le programme 787 avec une ambition inédite pour un avion de ligne : une structure principale majoritairement faite de composites avancés. Dans le Dreamliner, entré en service en 2011, l’avionneur américain a placé environ 50 % de composites en masse et près de 80 % en volume.

Airbus a suivi avec l’A350, en service commercial depuis 2015, dont les composites représentent 53 % de la masse de la structure. L’avionneur européen avance parfois une proportion supérieure à 70 %, qui englobe aussi le titane et les alliages d’aluminium modernes.

Pour les fibres, les deux constructeurs se sont tournés vers deux fournisseurs. Toray livre des fibres et des préimprégnés, des nappes de fibres déjà imprégnées de résine, pour les ailes et le fuselage du 787. L’américain Hexcel approvisionne les programmes 787 et A350 en fibres, préimprégnés, adhésifs et structures en nid-d’abeilles (des âmes alvéolées très légères). Il fabrique notamment des matériaux destinés aux structures primaires de l’A350, celles qui portent les efforts de l’avion.

Les ingénieurs recherchent ces fibres pour les pièces qu’elles donnent une fois noyées dans leur matrice, le plus souvent une résine polymère : légères, rigides et résistantes à la fatigue (l’usure due aux efforts répétés). Ils orientent les fibres dans la direction des efforts que la pièce subira. Le gain de masse allège un avion, accroît la charge utile d’un lanceur, améliore les performances d’un drone ou d’un missile.

Boeing et Airbus ont ainsi confié les fibres des deux avions qui ont fait basculer l’aviation commerciale vers les composites à un groupe japonais et à un groupe américain. C’est ce marché que vise la SYT70 de Lianyungang.

Du club de golf à la surcapacité

Pour en arriver là, les laboratoires chinois travaillent sur la fibre de carbone depuis les années 1960. L’industrialisation moderne n’a pourtant accéléré qu’à partir des années 2000, et les producteurs nationaux ont d’abord visé des marchés où la certification pèse peu : clubs de golf, vélos, articles de sport, construction, transports, réservoirs sous pression, renforts de pales d’éoliennes.

Ces débouchés leur ont apporté les volumes nécessaires pour roder leurs procédés et abaisser leurs coûts. Les industriels chinois auraient porté leur capacité installée d’environ 36 200 tonnes en 2020 à 135 500 tonnes en 2024, pour une production effective d’environ 59 000 tonnes cette année-là.

Leurs usines auraient donc tourné à moins de 45 % de leur capacité théorique en 2024. Face à cette abondance, les producteurs ont dû baisser leurs prix, et une partie d’entre eux y a perdu sa rentabilité.

Zhongfu a traversé cette période dans le rouge, avec une perte nette de 124,38 millions de yuans en 2024. L’entreprise a renoué avec les bénéfices en 2025, à 96,18 millions de yuans, sur un chiffre d’affaires en hausse de 40,87 %, à 2,194 milliards de yuans. À la fin de l’année, elle déclarait 29 000 tonnes de capacité en service et 31 000 en construction.

La montée vers les classes T1100 et T1200 ouvre aux producteurs une issue : quitter les marchés industriels les plus encombrés pour des produits à plus forte valeur ajoutée. Les industriels chinois y trouvent à la fois un argument de souveraineté et une sortie commerciale. Encore faut-il pouvoir se passer des fournisseurs étrangers.

Double usage, licences et catégorie 1C010

Ces fournisseurs exportent sous surveillance. Les gouvernements occidentaux et japonais classent les fibres de carbone les plus avancées parmi les biens à double usage, que l’on retrouve aussi bien dans un avion de ligne que dans un missile ou une centrifugeuse d’enrichissement de l’uranium.

Washington contrôle certains produits, équipements et technologies selon leurs caractéristiques, leur destination, leur utilisateur final et l’usage envisagé. L’Union européenne soumet à autorisation les fibres et préimprégnés qui dépassent des seuils définis de résistance et de module, notamment sous la catégorie 1C010 de son règlement sur les biens à double usage.

Tokyo applique lui aussi un régime de licences à certaines fibres et aux technologies qui servent à les produire. Mitsubishi Chemical, fabricant japonais de fibres, avertit ses clients que certains de ses produits exigent une autorisation du ministère de l’Économie, du Commerce et de l’Industrie.

Ni Washington, ni Bruxelles, ni Tokyo n’ont décrété d’embargo général sur la fibre de carbone exportée vers la Chine. Leurs autorités tranchent selon les performances du matériau, sa destination et son usage final. Les industriels chinois ont néanmoins vu se compliquer leur accès à certaines fibres, certains préimprégnés et certains procédés parmi les plus sensibles.

Ces contrôles frappent le haut du spectre, celui où Zhongfu range la SYT70 et la SYT80. Pékin ne peut donc acheter librement ce qu’il cherche désormais à produire, et cette contrainte a renforcé l’intérêt des autorités chinoises pour une chaîne d’approvisionnement nationale.

Le silence du plan, la précision de Shanghai

Cet intérêt ne figure pas en toutes lettres dans le 15e plan quinquennal. Les dirigeants chinois l’ont adopté définitivement en mars 2026 pour la période 2026-2030, sans y mentionner la fibre de carbone, les fibres à hautes performances, les composites ou le C929. Ils y ont inscrit plus largement les nouveaux matériaux, les matériaux avancés, l’aéronautique, le spatial et le développement des avions commerciaux chinois.

Les textes locaux publiés en 2026, comme les mesures pékinoises de septembre, entrent davantage dans le détail. La municipalité de Shanghai prévoit dans son plan industriel le développement des fibres à hautes performances, des nouveaux composites et des composites aéronautiques, ainsi que la poursuite des travaux sur le C929.

La province du Fujian a inscrit dans son programme consacré aux nouveaux matériaux les précurseurs de fibres à grande mèche, et l’extension de leurs applications à l’aérospatial, à l’éolien et aux équipements maritimes.

Les autorités chinoises traitent ainsi la fibre de carbone comme une pièce d’une politique plus vaste : maîtrise des matériaux avancés, sécurisation des chaînes d’approvisionnement, autonomie dans l’aéronautique et le spatial. Cette autonomie concerne aussi les usages militaires du matériau.

Des moteurs-fusées aux véhicules de rentrée

Ces usages militaires mobilisent les mêmes familles de matériaux que l’aviation. Les ingénieurs des lanceurs et des missiles emploient des composites à fibres de carbone dans les structures de drones, les satellites, les réservoirs sous pression, les enveloppes de moteurs-fusées et certaines parties de missiles. Pour les pièces soumises aux températures extrêmes, ils recourent aux composites carbone-carbone, dont la matrice est elle-même en carbone : cols de tuyère (le rétrécissement de la tuyère par lequel s’échappent les gaz du moteur), protections thermiques, véhicules de rentrée atmosphérique, qui traversent l’atmosphère à très grande vitesse. Les freins d’avion utilisent le même matériau.

Les États membres des régimes internationaux de contrôle des technologies de missiles ont inscrit les matériaux composites sur leurs listes. Ils y visent les corps de moteurs à propergol solide (un carburant moulé en bloc), les ailes, les entrées d’air, les tuyères et les boucliers thermiques.

Ministères de l’industrie, avionneurs, agences spatiales et états-majors convoitent donc le même matériau. Cette convergence explique la place que Pékin accorde aux fibres avancées, et la vigilance des pays qui les exportent.

Les marchés aérospatiaux que Zhongfu vise avec la SYT70 et la SYT80 recouvrent en partie ces usages. Ni l’entreprise ni les autorités chinoises n’ont toutefois rendu publique leur intégration dans un missile, un lanceur ou un satellite précis, et le débouché le plus visible de ces fibres reste un avion civil.

Le C929 à l’épreuve de la certification

Cet avion, c’est Comac, l’avionneur d’État chinois, qui le développe. L’entreprise a déjà introduit des composites dans son C919 : environ 12 % de la structure, surtout dans l’empennage (la queue de l’avion) et des pièces secondaires. Boeing et Airbus en ont mis quatre fois plus dans le 787 et l’A350.

Pour le C929, son futur gros-porteur, Comac vise plus de 50 % de composites à fibres de carbone et environ 15 % de titane. L’avionneur présente ces chiffres comme des objectifs de conception : ses équipes en sont à la conception détaillée, aux essais en soufflerie et à la préparation de la certification. Comac a également engagé des études préliminaires sur un appareil plus grand, le C939, rapportait Reuters en 2024, sans qu’aucun programme ait atteint à ce jour la maturité du C929.

Pour atteindre son objectif, Comac devra fabriquer des panneaux, des caissons de voilure (la structure centrale de l’aile) et des sections de fuselage de grandes dimensions. Il lui faudra démontrer leur résistance à la fatigue et leur tolérance aux dommages, c’est-à-dire leur capacité à supporter une avarie sans rompre, réunir les bases de données statistiques que réclament les autorités de certification, puis maintenir la qualité sur des milliers de pièces.

Avec ses 8 000 MPa revendiqués, la SYT80 de Zhongfu n’occupe qu’un maillon de cet ensemble. Les autorités examineront aussi la résine, l’ensimage, le préimprégné, les procédés de cuisson ou d’infusion (l’injection de la résine dans des fibres posées à sec), le contrôle non destructif, qui inspecte les pièces sans les endommager, et les méthodes de réparation des structures.



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