Lalou Roucayrol, Leiter des Hochseerennstalls Lalou Multi, arbeitet seit vielen Jahren an der Weiterentwicklung der Herstellungsmethoden für Boote, insbesondere als technischer Partner von Arkema bei der Entwicklung von Harzen.
Wie weit sind wir mit dem tugendhaften Bau von Schiffen gekommen?
Die meisten Sportboote werden aus Verbundwerkstoffen hergestellt. Dabei handelt es sich um ein Gewebe (Kohle, Glasfaser, Leinen ...), das mit Harz beschichtet wird und sich durch Aushärtung (Polymerisation) in ein Verbundmaterial verwandelt. Heutzutage ist das Harz hauptsächlich duroplastisch (Polyester). Das Endprodukt ist daher nicht recycelbar.
Wenn Sie sich für einen recycelbaren Stoff entscheiden, z. B. Leinen, das in Nordfrankreich hergestellt wird, was die CO2-Bilanz weiter reduziert, ist die CO2-Bilanz besser, aber das Material ist immer noch nicht recycelbar.
Polyester entstand in den späten 1945er Jahren. Epoxid wurde in den 75/80er Jahren bei Prototypen-Rennbooten verwendet. Im Jahr 2022 entwickelte Arkema das thermoplastische Harz Elium und auch andere Hersteller entwickeln diese Art von Harz.
Was sind die Eigenschaften von Elium-Harz?
Arkema hat eine Alternative zum klassischen Harz entwickelt, ein thermoplastisches Harz, das aus Erdöl gewonnen wird, aber ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften wiederverwertet werden kann. So kann man den Rohstoff (Faser, PET-Sandwich) extrahieren und den gesamten Verbundstoff dekonstruieren, um je nach Verschmutzung zwischen 95 und 98 % der Monomermatrix (PMMA) zurückzugewinnen (was nicht wiederverwertbar ist, wie der Gelcoat...).
Bei der Verarbeitung wird das Elium-Harz in einem Pyrolyseofen auf Temperaturen zwischen 400 und 600 °C erhitzt. Dabei wird das Material verflüssigt und wieder zum Monomer. Durch das Schleuderverfahren werden die verschiedenen Materialien auch nach ihrem Gewicht getrennt.
Bei Arkema laufen Projekte zu biobasierten Harzen. Sie haben einen Prototyp entwickelt, der zu 50 % aus biobasierten Materialien besteht und zu 50 % aus der Erdölindustrie stammt. Das Elium-Harz verwendet keine biobasierten, sondern recycelbare Materialien. Es ist ein tugendhafterer Prozess im Bauwesen .
In der Welt des Hochseerennsports, in der es vor allem auf das Gewicht ankommt, ist Leinen zwar nicht für den Bau von leichten Booten geeignet.
Wenn man das thermoplastische Harz plus Leinen zum Bau eines Bootes verwendet, erhält man ein Produkt, das zu 100 % recycelbar ist, unter Einhaltung der Kohlenstoffbilanzkette.
Wie funktioniert das Recycling von Materialien bei der Herstellung von Booten?
Es wird die Infusionstechnik verwendet. Bei dieser Methode kommen die Bediener nicht mit dem Rohharz in Berührung. Mit der Infusionstechnik kann man 100 % der bei der Herstellung eingesetzten Materialien zurückgewinnen: Vakuumplanen, Drainagen, Schläuche zum Transport des Harzes... Das gesamte Verbrauchsmaterial kann zu 100 % wiederverwertet werden.
Das wurde auch beim Bau der Class40 Captain Alternance so gehandhabt. Alle Verbrauchsmaterialien werden an das Groupement de recherches de Lacq (GRL) bei Arkema geschickt, dessen F&E-Einheit in Pau angesiedelt ist. Alles wird recycelt, je nachdem, welcher Kunststoff für die jeweilige Ausrüstung verwendet wird.
Die Böden der Polymerisationstöpfe für Euro und die Wannen, mit denen das Harz für Euro gepumpt wird, werden zu 100 % wiederverwendet, weil sie sauber sind. Monomer und Harz werden neu hergestellt. Die mit Harz gefüllten Kunststoffrohre werden zu Thermoplasten verarbeitet und zu Teilen für Infusionshähne. Vakuumbeutel, Infusionsgitter und Amalgamabflüsse werden zu einem Boden aus Kunststoffagglomerat verarbeitet. Es ist ein Rohmaterial, wird aber im Bauwesen als Formträger wiederverwendet.
Duroplaste werden deponiert oder verbrannt.
Können Sie uns die verschiedenen Boote vorstellen, die aus Elium-Harz hergestellt werden?
Wir stehen am Anfang des Thermoplastikbereichs. Wir haben 2014 damit begonnen, es bei einem Baum für Arkema zu verwenden, aber es war ein Misserfolg. Er brach schnell. Die Ingenieure haben ihre Arbeit überarbeitet.
2016 stellten wir den Mini 900 her, der drei Atlantiküberquerungen zählt. Das war ein großer Erfolg. Es war das erste Mal, dass wir ein Teil dieser Größe mit dem Elium-Harz hergestellt haben. Nach dem ersten Transat im Jahr 2017 hat uns das ziemlich beruhigt, was diese Art von Verbundstoff angeht. Wir führen nicht-destruktive Kontrollen durch, um die Alterung des Harzes zu untersuchen, aber wir sind ziemlich beruhigt. Wir werden sehen, wie sich das Material in zehn Jahren entwickelt.
Der Bau von Arkema 4 validierte eine Reihe von Parametern, darunter auch den Rückbau. Die Rumpfformen aus Elium wurden zerkleinert und recycelt, um sie für die vordere Verkleidung des Trimarans und einen Teil des Daches wiederzuverwenden.
Die Class40 Captain Alternance besteht aus Glasfaser, Eliumharz und PET-Schaum, der zu 30 % aus recycelten Plastikflaschen hergestellt wird. Die mechanische Qualität ist etwas schlechter als die PVC-Schäume, die man in Rennbooten verwendet, aber sie ist tugendhafter. Wir haben mit Arkema und der Kanzlei Lombard viel Forschung und Entwicklung betrieben.
Wir haben den Kreis mit einer Konstruktion geschlossen, die sich hinsichtlich der Materialien und der Technologie stark an den Bau von Sportbooten annähert. Das ermöglicht uns zu sagen, dass man morgen Sportboote mit dieser Art von Materialien bauen kann.
Könnte man bald mit Sportbooten fahren, die aus Elium hergestellt werden?
Sportboothersteller wie Brunswick interessieren sich für diese Technologie. Das wird ihre Entwicklung ankurbeln. Wir haben dieses Prinzip bei Lalou Multi validiert. Wir haben es beim Bau unserer Boote verwendet. Wir haben die Machbarkeit bewiesen und eine Reihe von technischen Schlössern beseitigt. Es handelt sich um eine Technologie, die langsam reif genug ist, um eine höhere Stufe zu erreichen. Französische Werften sind interessiert und es laufen Gespräche.
Auf lange Sicht, wenn der Verbraucher bereit ist, den Kostenunterschied zu bezahlen, ja, das ist die Zukunft. Wir werden mit Prototypen anfangen, nicht mit Großserien. Das wird vielleicht in fünf bis zehn Jahren der Fall sein. Dann wird man beginnen, diese Art von Harz in den meisten produzierten Booten zu verwenden. Die Mentalität ändert sich, die Technologien auch. Das Harz wird immer einfacher zu verwenden sein und die Teams werden geschult sein.
Es ist ein aktuelles Thema, tugendhafte und wiederverwertbare Produkte herzustellen. Man muss die Auswirkungen, die man auf die Umwelt hat, so weit wie möglich verringern. Es braucht Zeit, dass sich die Mentalität der Menschen ändert.
Welche Hindernisse gibt es für den Einsatz von Thermoplasten in der Freizeitschifffahrt?
Die Ausbildung von Teams. Diese Art von Material wird nicht wie Polyester verwendet. Sie erfordert besondere Techniken. Außerdem braucht man besondere Werkzeuge, Formen und ein Schneidesystem, die einem genauen Lastenheft entsprechen.
Was die Preisgestaltung betrifft, so ist Eliumharz teurer als Polyester, aber billiger als Epoxidharz.
Und wie sieht es mit ihrer Entwicklung im Hochseerennsport aus?
Die anderen Skipper warten ab, um zu sehen, ob unsere Boote halten, dass wir beweisen, dass unsere Technologie funktioniert, um sie zu verwenden. Bei den IMOCAs können wir das Elium-Harz nicht verwenden, da sie mit Epoxy-Prepregs gebaut werden und wir kein Elium-Prepreg haben. Es ist eine Technologie, die hauptsächlich die Infusion verwendet, mit einem schwereren Harzgewicht, also ist es mechanisch nicht interessant für die IMOCA-Klasse.
Bei den Class40 und den Minis wird dagegen die Infusionsbauweise verwendet. Aber das ist eine noch nicht ausgereifte Technologie. Bei einem Sportboot ist die Sicherheitslehre sehr wichtig. Monolithische Rümpfe haben eine Dicke von 10/15 cm. Die Trägheit des Materials, die dafür sorgen wird, dass das Elium-Harz fest ist.
Wenn es um Leistung geht, ist die Haut sehr dünn, sodass das Harz (die Matrix) unter Druck gesetzt wird. Sie ist für die Stoßfestigkeit verantwortlich. Das ist ein Risiko, das die Skipper derzeit noch nicht bereit sind einzugehen.
Parallel dazu bauen wir eine zweite Class40 aus Epoxy (Anm. d. Red.: die Class40 Paprec Arkea von Yoann Richomme) und werden die Unterschiede zu der aus Elium gebauten Class40 untersuchen. Die Technologie ist die gleiche, ebenso wie das Team, aber das Material ist anders. Wir erstellen eine Kohlenstoffbilanz in drei Scopes:
- Von der Ölförderung bis zur Werkstatt
- Von den Materialien bis zum Stapellauf des Bootes
- Betrieb und Ende der Lebensdauer des Schiffes
Man kann sehen, dass man mit der Class40 beim Elium 50 % des CO2-Fußabdrucks bei der Konstruktion einspart. Man sieht eine echte Kohlenstoffauswirkung eines Duroplast-Bootes.
Außerdem werde ich eine weitere Class40 aus Thermoplast bauen, mit der ich an The Race Alone teilnehmen werde (die Weltumsegelung mit Etappen für Class40-Segler im Jahr 2023). Ich suche nach Finanzierungsmöglichkeiten für dieses Projekt.
