L'industrie aérospatiale se tourne vers les fibres de carbone
Avec le soutien financier de l'initiative technologique conjointe Clean Sky de l'Union européenne, un consortium a pu se réunir afin d'évaluer la capacité des panneaux à base de polymères renforcés par fibres de carbone à supporter les charges maximales qui leur seront demandées en service. Le projet FATIGUETEST («Fatigue test») a de fait pour objectif principal le développement d'une structure expérimentale capable d'analyser et d'enregistrer leur comportement à long terme. Des tests en plusieurs étapes ont été ainsi réalisés sur cinq panneaux d'avions prototypes équipés de raidisseurs intégrés, conçus et fabriqués par les partenaires du projet FATIGUETEST. Par ailleurs, de petits capteurs piézoélectriques ont été incorporés dans le panneau stratifié afin de pouvoir détecter les ondes élastiques générées par la libération rapide d'énergie au sein du matériau PRFC. Les déformations ou les fissures du plastique peuvent de fait être sources d'émissions acoustiques. En complément d'autres méthodes d'essais non destructifs, la technologie utilisant l'analyse des émissions d'ondes acoustiques et ultrasoniques est suffisamment sensible pour détecter les nouvelles fissures, bien avant que l'intégrité structurale du matériau ne soit elle-même compromise. Il est à noter que les chercheurs du projet ont choisi de ne pas réaliser de test de défaillance sur le panneau de fibre de carbone. Les chercheurs ont adapté un banc d'essai constitué de deux dispositifs de serrage et d'un système anti-flambage pour l'analyse de la charge dynamique et statique des panneaux. Les déformations induites par des servo-vérins hydrauliques ont ainsi pu être mesurées et enregistrées en temps réel. L'énorme quantité de données enregistrées a ensuite été analysée et corrélée par rapport à des modèles à éléments finis et des analyses par simulation. La réussite de l'essai de fatigue sur le cinquième et dernier panneau marque ainsi une étape importante dans la détermination de la résistance des structures d'avions en matériaux composites. Le banc d'essai et la méthodologie développés par les partenaires du projet devraient ainsi faire bientôt partie intégrante des futurs programmes de certification.
Mots‑clés
Polymères renforcés par fibre de carbone, tolérance aux avaries, panneau de l'aéronef, test de fatigue, émission acoustique
