Un fuselage novateur pour des avions plus sûrs et plus écologiques Les questions écologiques et économiques forcent les concepteurs de l'aéronautique à proposer de nouvelles méthodes pour réduire le poids et le coût des appareils afin de rester compétitifs. Les matériaux composites en fibre de carbone renforcée combinés à des structures en treillis se montrent prometteurs. Technologies industrielles © Thinkstock L'aéronautique est un élément phare pour l'avenir de l'Europe, mais le secteur est actuellement aux prises avec un défi majeur: fabriquer un avion plus abordable, plus sûr, plus propre et plus silencieux. Il doit aussi pouvoir faire face à une demande susceptible de tripler au cours des 20 prochaines années. Le projet WASIS (Composite fuselage section wafer design approach for safety increasing in worst case situations and joints minimizing) a relevé le défi en proposant une nouvelle structure pour le fuselage intégrant de nouveaux éléments qui permettent d'en réduire les coûts. L'objectif des chercheurs était de mettre au point un fuselage plus rigide en remplaçant les structures en aluminium conventionnel par un treillis intégralement réalisé en composite. Les membres de l'équipe ont planché sur un fuselage composite réalisé à partir d'une structure en treillis (grille) renforcée à même d'optimiser les propriétés géométriques et de masse des zones de transition des joints structurels du fuselage. Ces jonctions (demi-boucles et micro-goujons) permettent de réaliser des ouvertures dans la structure. Dès lors, seules les fibres superficielles du fuselage sont découpées, alors que la structure en treillis reste entière. Outre le fait qu'ils permettent d'obtenir des jonctions fiables et éviter de gaspiller des matériaux composites très chers, ces micro-goujons favorisent également le transfert de charge des métaux aux composites. Ce fuselage novateur a été combiné à une technique d'enroulement filamentaire particulièrement efficace, qui permet de limiter les frais et les délais de fabrication. Les tests virtuels ont réduit le nombre de prototypes nécessaires, ce qui a permis d'économiser du matériel. Des outils spéciaux ont été mis au point pour automatiser complètement un procédé de fabrication complexe. La surface, la structure et les jonctions ont été fabriquées au cours d'un même procédé, formant ainsi un fuselage d'une pièce. Les chercheurs ont également étudié le niveau de sécurité offert par le polymère en fibre de carbone renforcé grâce à des simulations et des tests réalisés dès les premières étapes de conception. Ils ont ainsi pu s'assurer que la structure pouvait résister aux charges accidentelles. Par ailleurs, le comportement vibro-acoustique a également fait l'objet d'une étude. WASIS représente une occasion unique d'associer des matériaux composites modernes à une fabrication automatisée, conduisant à des fuselages plus solides et plus légers. Ceci réduira la consommation de carburant et les pertes lors de la fabrication. En outre, les nouveaux concepts rendront les réparations plus faciles. Toutes ces innovations soutiendront l'industrie européenne. Mots‑clés Fuselage, avion, matériaux composites, structures en treillis, plaquette, enroulement filamentaire, structure en grille renforcée
