Des composites encore plus avantageux
Les composites, faits de matériaux différents, sont devenus essentiels dans la fabrication des pièces d'avion, car ils associent des propriétés importantes comme la résistance et la légèreté. Des structures mixtes, associant des stratifiés plastiques classiques renforcés de fibres de carbone avec des inserts de caoutchouc ou de nanoparticules, peuvent renforcer l'amortissement vibro-acoustique. Cependant, leurs propriétés mécaniques sont généralement moins bonnes. Le projet HYBRIA («Hybrid laminates: Industrialization for aircraft nose fuselage»), financé par l'UE, s'est attaqué à ce problème avec des matériaux et des processus de production industrielle permettant aux futurs avions de répondre aux demandes des passagers et des compagnies aériennes. L'un des principaux objectifs de l'initiative Clean Sky de l'UE (qui associe le secteur public et le secteur privé), est de réduire le poids des avions afin de diminuer leur consommation de carburant et les rejets associés. En général, on amortit la propagation des bruits et des vibrations dans les avions en ajoutant des éléments qui augmentent le poids ainsi que les coûts en matériaux et main d'œuvre. Le fait d'intégrer directement l'amortissement vibro-acoustique aux composants de la structure éliminera les redondances et soutiendra cet objectif. Les chercheurs ont fabriqué trois panneaux raidis avec des courbures différentes, avec des peaux mixtes et des longerons polymérisés simultanément (des raidisseurs sur lesquels est fixée la peau) de différentes sections. Les formes étaient représentatives du fuselage et de la cabine de l'avion régional vert (Green Regional Aircraft, GRA) de Clean Sky. Les chercheurs ont étudié plusieurs méthodes de fabrication pendant la production des démonstrateurs, afin de sélectionner la meilleure pour la production finale de l'ensemble fuselage cabine du GRA. Ils ont évalué la qualité des éprouvettes via des tests non-destructifs et des analyses dimensionnelles. Le projet HYBRIA a démontré la possibilité d'intégrer des matériaux d'amortissement acoustique dans une structure de plastiques renforcés de fibres de carbone, via un processus de fabrication industriel, sans réduire notablement les propriétés mécaniques de la structure. Il s'est aussi traduit par des innovations dans la conception et la fabrication de l'outillage, simplifiant les équipements et l'assemblage, et réduisant l'usage de matériaux. Le processus en une seule étape fabrique en même temps la peau mixte et les raidisseurs, réduisant notablement l'énergie et les matériaux nécessaires. La technique de fabrication et la configuration soutiendront une production durable et économique, réduisant le poids, la consommation de carburant et les rejets associés au transport aérien. Ces avantages importants renforceront la compétitivité du secteur, réduiront l'impact sur le réchauffement planétaire et rendront les voyages plus confortables.
Mots‑clés
Composites, vibro-acoustique, matériaux amortisseurs, fuselage, avion
