Des revêtements de protection améliorés pour les réacteurs
Ces gros objets ressemblant à des ventilateurs sur la partie externe d'un avion sont les éléments de prise d'air appelés compresseurs. Derrière le compresseur se trouve une chambre à combustion où le carburant est brûlé pour obtenir un gaz très chaud. Quand ce gaz chaud s'échappe au travers de la turbine (qui est dotée de plusieurs pales ressemblant à celles du compresseur d'admission), la force rotationnelle générée est si puissante qu'elle peut soulever l'avion et son contenu. Étant donné les conditions extrêmes auxquelles sont exposées les pales de la turbine, ces dernières sont protégées par application d'un revêtement d'isolation thermique. En général, ce type de revêtement est habituellement appliqué par pulvérisation au plasma d'air (APS) ou dépôt physique en phase vapeur sous faisceau d'électrons (EB-PVD). Le procédé APS est relativement simple et abordable. Le matériau à appliquer est «fondu» dans un jet de plasma et déposé par pulvérisation en gouttes fondues sur le substrat à température et pression ambiantes. Le procédé EB-PVD est compliqué et onéreux, impliquant l'utilisation d'électro-aimants et d'une chambre pressurisée spéciale. Malgré tout, il est souvent employé dans l'industrie aérospatiale du fait que le dépôt contrôlé de structures colonnaires tridimensionnelles (3D) entraîne un renforcement de la fiabilité et de la tolérance aux contraintes. Des scientifiques européens ont identifié des objectifs d'amélioration du procédé APS et du revêtement en découlant, impliquant le développement de technologies de revêtement alternatives au procédé EB-PVD et de matériaux de revêtement innovants. Le financement par l'UE du projet Toppcoat («Towards design and processing of advanced, competitive thermal barrier coating systems») leur a laissé une chance d'y parvenir. Le consortium Toppcoat a mis au point des mécanismes de contrôle précis de la température du substrat et une nouvelle technologie de pistolet APS qui a permis le dépôt contrôlé des structures de surface et un meilleur assemblage. Les améliorations pourraient faire du procédé APS une solution alternative plus intéressante que le coûteux procédé EB-PVD. L'étude menée a également révélé plusieurs autres procédés capables de produire un dépôt de revêtements rentables et très résistants aux contraintes. Par ailleurs, l'équipe de recherche a mis au point de nouveaux revêtements d'isolation thermique, dont un revêtement de capteur APS capable de détecter l'épaisseur en plus de la température et du vieillissement. La recherche Toppcoat a abouti à de nombreuses avancées en technologies de revêtements et matériaux de revêtements destinés à une application d'isolation thermique dans le domaine de la fabrication des turbomoteurs pour l'aérospatiale. Ces innovations promettent d'améliorer la performance tout en réduisant les coûts de fabrication et de maintenance, offrant ainsi une position concurrentielle avantageuse aux constructeurs européens.
