Daher a obtenu les premiers résultats d’un projet de R&D appelé Carac TP. L’objectif : identifier et caractériser les composites thermoplastiques les mieux adaptés aux applications aéronautiques et les comparer aux matériaux thermodurcissables.
Les matériaux thermoplastiques sont aujourd’hui au cœur de l’ingénierie aéronautique et représentent un levier clé pour l’allégement des structures, la recyclabilité, l’automatisation des procédés de fabrication et l’assemblage Si le constat est partagé par une grande part de l’industrie, les composites fibres longues à matrice thermoplastique restent un domaine dans lequel les connaissances sont à approfondir. C’est avec cette ambition que Daher a initié en 2019 le projet Carac TP.
« Notre objectif est d’acquérir une meilleure connaissance des matériaux composites thermoplastiques, de leurs propriétés et de leur mise en œuvre, explique Martin Denize, gestion de projet, chef de projet composite dans l’équipe R&D Daher. Les données issues de ce projet nous permettront de mieux cerner les fenêtres process de ces matériaux – les gammes de température, de pression, de durées acceptables au cours des processus de fabrication – et de déterminer lesquels sont les plus appropriés pour les différentes parties de l’avion : fuselage et voilure, environnement moteur, pièces intérieures, pièces extérieures, etc. Elles nous permettront également de créer des modèles prédictifs qui simplifieront les campagnes d’essais et donneront des règles pour les équipes process. »
Les données issues de ce projet nous permettront de mieux cerner les fenêtres process de ces matériaux – les gammes de température, de pression, de durées acceptables au cours des processus de fabrication – et de déterminer lesquels sont les plus appropriés pour les différentes parties de l’avion : fuselage et voilure, environnement moteur, pièces intérieures, pièces extérieures, etc.
martin denize, chef de projet composite dans l’équipe r&d de daher
Une mise à l’épreuve des matériaux
« Nous travaillons à partir de plaques de composites avec différentes configurations préparées pour chacun des matériaux entrant dans le champ de l’étude, résume Stéphanie Patel, experte matériaux composites, responsable service matériaux, Daher. Ces matériaux sont des composites thermoplastiques et thermodurcissables dont certains sont d’ores et déjà qualifiés par nos clients avionneurs et utilisés dans leurs programmes. D’autres matériaux étudiés sont toujours en cours de développement par les fournisseurs de matière. »
Les échantillons sont soumis à un ensemble de tests de tenue au feu, de vieillissements environnementaux (ozone, UV, fluides), de résistance à l’impact, de tenue mécanique en statique et de tenue en fatigue (y compris au-dessus de leur température de transition vitreuse). L’impact des procédés de fabrication sur les propriétés physico-chimiques et les performances des matériaux est également étudié. Les résultats obtenus sur chacun des matériaux sont comparés à ceux d’un matériau de référence[1] fourni par Victrex. Ce dernier a été identifié car il s’agit du matériau ayant la meilleure fenêtre de processabilité pour l’ensemble des modes de fabrication visés par Daher. Après validation auprès de Victrex de ne pas réaliser de retro-enineering sur la matière, l’équipe projet Carac TP a obtenu des lots uniques de matière pour l’ensemble du projet.
Aujourd’hui, les tests sur l’un des matériaux thermoplastiques de référence sont en grande partie terminés. Et les autres matériaux thermoplastiques et thermodurcissables à mettre à l’épreuve sont prêts…
Conseiller les clients
« Les connaissances issues du projet vont nous permettre d’adopter un rôle de prescripteur auprès de nos clients avionneurs et d’être force de proposition sur les matériaux thermoplastiques et thermodurcissables à recommander en fonction de l’application », souligne Charles Naejus, référent mécanique sur le projet, responsable département calcul, Daher.
Les connaissances issues du projet vont nous permettre d’adopter un rôle de prescripteur auprès de nos clients avionneurs et d’être force de proposition sur les matériaux thermoplastiques et thermodurcissables à recommander en fonction de l’application.
charles naejus, référent Mécanique daher sur le projet carac tp
Parallèlement, Daher s’est engagé dans une démarche de certification de pièces thermoplastiques assemblées par soudage, un procédé d’assemblage permettant d’éliminer les fixations métalliques (rivets, boulons, etc.) qui ajoutent du poids à l’avion et fragilisent les pièces. « C’est un domaine d’importance stratégique, où les acteurs de l’industrie sont actuellement en phase de montée en compétence et sur lequel Carac TP pourrait bien nous donner une longueur d’avance », conclut Martin Denize.
Le projet Carac TP devrait se poursuivre jusqu’à fin 2023.
[1] Victrex LM PAEK AE250 143 gsm
