Les rayons X transforment complètement la nature des essais non destructifs dans l'industrie aéronautique.
Les polymères ou plastiques renforcés de fibre de carbone (PRFC) sont légers et très résistants. Ils ont permis au secteur aérospatial de réduire sa consommation de carburant et ses émissions de carbone tout en préservant ses performances. De fait, la prochaine génération d'avions devrait être constituée à plus de 50 % de matériaux composites. La gamme de composants qu'il est possible de fabriquer à partir de ces matériaux devrait continuer à s'élargir et englober des formes de plus en plus complexes y compris des composants de structures internes. Une plateforme technologique révolutionnaire en matière d'essais non destructifs pour les composants aéronautiques est actuellement en cours grâce au financement européen du projet QUICOM (Quantitative inspection of complex composite aeronautic parts using advanced X-ray techniques). Un peu comme les médecins qui utilisent les images générées par les rayons X pour obtenir un diagnostic, les ingénieurs aéronautiques utilisent ces rayons pour caractériser la structure interne d'un de leurs composants. Les chercheurs du projet ont développé de nouvelles méthodologies d'acquisition et de traitement des images, capables d'analyser les pores, les éléments matricielles et les fibres de ces composites. Ils ont par ailleurs, généré des scénarii de simulation pour les nombreuses petites pièces PRFC afin de pouvoir répliquer les propriétés individuelles des pores, résines, fibres et pièces de délaminage, entre autres. Les partenaires ont analysé une grande variété de techniques tomodensitométriques permettant de fournir des informations précises sur les caractéristiques de ces matériaux et composants. Ces techniques incluent par exemple, la tomodensitométrie automatisée, la tomodensitométrie intégrée, la TDM multiple énergie, la TDM haute résolution ainsi que d'autres techniques modernes d'imagerie des rayons X. Ainsi la tomographie à un seul photon a permis d'obtenir d'excellentes images des composites contenant des inclusions métalliques ou des structures en sandwich contenant un noyau métallique. Les chercheurs ont également entamé la modélisation de pièces plus grandes et plus complexes en PRFC. Ils ont aussi développé une nouvelle méthode de calcul de la porosité absolue des composites sans avoir besoin d'utiliser des échantillons de référence. Enfin, deux options d'analyse et de visualisation des résultats ont été développées et évaluées par les partenaires du projet. Le consortium responsable du projet a réussi à mettre en place cette plateforme technologique comme spécifiée dans ses statuts et démontré ses diverses fonctionnalités lors de l'achèvement des travaux. Toutes ces techniques subiront encore des essais complets et une phase d'optimisation afin d'évaluer et de renforcer leur potentiel pour une utilisation de routine en milieu industriel. La plateforme technologique de QUICOM devrait révolutionner les essais non destructifs des matériaux composites en PRFC. Un accès rapide et économique à leurs caractéristiques tridimensionnelles détaillées amènera le secteur aérospatial de l'UE vers de nouveaux sommets concurrentiels.
Mots‑clés
Rayons X, essais non destructifs, aéronautique, PRFC, plateforme technologique, QUICOM
