Des alliages légers très performants et écologiques
Les avions soulèvent de manière régulière dans les airs leur propre poids, qui est énorme, en plus de celui des passagers et de leur cargaison. Ils volent ensuite sur des centaines ou des milliers de kilomètres contre les frottements et la traînée pour livrer leur chargement à destination. Naturellement, le transport aérien contribue de manière significative aux émissions de dioxyde de carbone par la combustion de kérosène. Des alliages légers à base d'aluminium (Al) ou de magnésium (Mg) pourraient remplacer efficacement les matériaux à base de fer dans de nombreux éléments structurels des avions ou de leurs moteurs. Malheureusement, ils sont particulièrement sensibles à la corrosion et nécessitent un traitement pour les couvrir et les sceller, qui utilise souvent des produits chimiques nocifs désormais interdits ou fortement réglementés. Un procédé d'oxydation électrochimique pourrait constituer une solution et a fait l'objet d'une étude grâce au financement par l'UE du projet CO-PROCLAM («Corrosion protective coating on light alloys by micro-arc oxidation»). L'oxydation par plasma électrolytique (OPE), également appelée oxydation micro-arc, est un procédé écologique très prometteur pour obtenir des revêtements fiables et renforcer les composants métalliques. L'OPE utilise des tensions élevées qui produisent des décharges de plasma modifiant la structure de surface du composant, produisant des revêtements céramiques multifonctionnels. Les chercheurs ont fait varier les paramètres du procédé et étudié la physique des micro-décharges, et ils ont caractérisé les revêtements obtenus à l'aide d'une variété de techniques avancées. Les scientifiques ont utilisé l'OPE sur des alliages Al et Mg avec le procédé breveté Ceratronic. La composition de l'électrolyte, les paramètres électriques, le temps de traitement, la configuration des électrodes et la température de l'électrolyte ont été étudiés. Les impacts sur la couche de revêtement céramique ont été déterminés à l'aide de techniques telles que la microscopie électronique à balayage et la diffraction de rayons X. Les échantillons ont également été soumis à des tests au brouillard salin, standards dans l'aéronautique, pour étudier leur résistance à la corrosion. La décharge micro-arc a été étudiée par spectroscopie à émission optique et imagerie vidéo rapide. Les chercheurs du projet CO-PROCLAM ont fait des observations importantes sur le procédé OPE. L'optimisation permettra la production d'un revêtement écologique peu coûteux, résistant à la corrosion et durable pour les alliages légers Al et Mg pour l'industrie aéronautique. Le procédé élimine le recours à la plupart des produits chimiques dangereux associés à l'anodisation et l'utilisation des alliages permettra de faire baisser de manière significative la consommation de carburant et les émissions. Il s'agit là d'une solution gagnant-gagnant pour l'industrie aéronautique et l'environnement.
Mots‑clés
Avion, matériaux légers, corrosion, alliages légers, oxydation micro-arc
