Relier la théorie à la pratique La fatigue est l'une des sources principales des dommages encourus par les composants d'aéronefs soumis à des températures élevées. Le modèle théorique mis au point dans le cadre du projet IDA peut servir à prévoir avec exactitude la propagation des fissures de fatigue, un point essentiel pour la maintenance d'une flotte vieillissante d'avions de ligne. Technologies industrielles © Shutterstock L'aéronautique préfère les alliages d'aluminium aux autres matériaux structurels, en raison de leurs propriétés mécaniques et de leur faible densité. La cellule de la plupart des avions modernes contient ainsi environ 80% d'aluminium en masse. Par sa résistance à la propagation des fissures, l'alliage d'aluminium 2024 reste le matériau préféré pour les parties les plus critiques. Les alliages d'aluminium de résistance moyenne servent pour les parties qu'il faut consolider mais sans les alourdir excessivement. Les alliages qui ont le plus grand potentiel commercial sont ceux à base d'aluminium, de zinc et de magnésium (Al-Zn-Mg), de grande pureté. Le but du projet IDA était de confirmer que les propriétés théoriques de l'alliage 2024, vérifiées par l'expérience, étaient transférables à d'autres alliages. Des partenaires du projet de l'institut des structures et matériaux avancés en Grèce ont proposé un nouveau modèle pour calculer la propagation des fissures de fatigue. Ils ont pris en compte le fait qu'elle ne dépend pas seulement de l'importance des contraintes subies mais aussi de la morphologie de la fissure. En outre, ils ont supposé que la propagation de la fissure correspondait à celle de la zone de déformation plastique. Pour évaluer la durée de vie des composants structurels d'un avion, ils ont attribué la déformation plastique localisée au stress résiduel dans le matériau à l'avant de la fissure et après une surcharge. L'intensité de ce stress a été calculée par éléments finis. D'autre part, les matériaux se comportant différemment selon qu'ils soient soumis à des charges cycliques ou continues, ils ont utilisé les propriétés mécaniques résultant de tests où la charge a été augmentée régulièrement puis inversée. La validité du modèle a été vérifiée sur des éprouvettes d'alliages d'aluminium, et les résultats analytiques s'accordaient bien avec les données des études sur la fatigue. Enfin, on a obtenu des informations sur l'évolution des dommages dus à la fatigue pour des conditions de fonctionnement qui sont difficiles à reproduire en laboratoire à cause de la complexité du spectre de charge.
