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L'innovation sans fin

Mirel Scherer

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- L'entreprise allie matériaux évolués et procédés de fabrication innovants pour diminuer le poids des composants mécaniques.

«Lorsqu'on travaille pour des constructeurs aéronautiques comme Airbus, Boeing, Embraer et Bombardier, l'innovation devient une seconde nature. » Alain Jeunehomme, directeur business development de Sarma, est formel : les impératifs des constructeurs aéronautiques se transforment continuellement en défis technologiques pour leurs partenaires. « Tous les constructeurs cherchent à réduire le coût par passager, et l'A380 ne fait que transposer, à plus grande échelle, la recherche de solutions adaptées », précise le responsable.

Réduction du poids de chaque composant, baisse de la consommation, diminution des coûts de maintenance, utilisation de systèmes de commande électriques (fly- by-wire)..., ces moyens font l'objet d'études minutieuses des équipes projets de Sarma. L'entreprise a été regroupée, il y a trois ans, avec cinq autres filiales dans la division SKF Aerospace, pour répondre plus efficacement à la demande du secteur.

Mené en ingénierie simultanée avec les spécialistes d'Airbus, le projet A380 a provoqué une véritable émulation dans les bureaux d'études de Sarma, organisés par ligne de produits (bielles métalliques et en composite pour la structure, les commandes de vol et les aménagements ; roulements à billes et à rouleaux ainsi que rotules pour les trains d'atterrissage, commandes de vol, ailes et liaisons moteur ; équipements mécatroniques pour le cockpit, les capteurs ou les actionneurs).

Une collaboration active avec les laboratoires de recherche universitaires et les équipes de R&D des donneurs d'ordre permet aux ingénieurs de Sarma d'être à la pointe du progrès dans ces domaines. Et les exemples ne manquent pas comme l'utilisation des matériaux composites. La société a ainsi installé un atelier de moulage de résine par injection (RTM) pour la fabrication des bielles en composite. Un mélange savant de fibres de carbone et de résine polymère a donné naissance à des produits à haute résistance mécanique mais à faible densité, qui remplacent l'acier et l'aluminium.

Des formes complexes sans altérer la qualité

Le processus de fabrication est simple mais efficace. Conçus et calculés en CAO, les composants sont ensuite fabriqués grâce à la découpe automatique du matériau en fibre de carbone. Ce qui réduit les erreurs de dimension. S'ensuivent le préformage et le moulage. L'injection met en oeuvre un système original de pompe à vide placé à l'extrémité du moule, ce qui assure une répartition uniforme de la résine dans le moule. Reste à polir, à usiner, à inspecter et à emballer le composant...

« Ce procédé facilite la réalisation de formes complexes, la répétabilité de la précision et une haute qualité de surface de produits », souligne Alain Jeunehomme. Des conditions sine qua non pour le respect d'un cahier des charges draconien. Il faut savoir que les bielles de cellules, métalliques et composites, servent aux fonctionnements des commandes de vol et du train d'atterrissage, ainsi qu'au caisson de voilure.

Une rotule en deux piéces brevetée

Intégré au fuselage, le caisson est maintenu en position par des longerons et est soumis à des charges de traction et de compression. Pour corser les données du problème, le caisson sert de réservoir à carburant. Autant dire et redire l'importance de la propreté des bielles, dont la structure a été étudiée à la loupe par les ingénieurs de Sarma pour réduire leurs poids. Ils ont ainsi constaté, avec satisfaction, que le composite permet de réduire de 40 % leur poids, sans aucune concession en qualité et performances.

Autre développement intéressant : les rotules en titane (qui remplace de plus en plus l'acier) pour les trains d'atterrissage, les attaches des mâts et des ailes. « Dix applications ont été définies pour ces composants annoncés par SKF en 2004 et que l'A380 sera le premier à utiliser en vol », remarque le spécialiste de Sarma, qui en cite quelques-unes : roulement de fixation des mâts, roulement guide, embout spécifique pour la bielle de réaction d'aileron... Une solution qui permettra de réduire de 45 kg le poids de chaque train d'atterrissage et, compte tenu du train avant, de 110 kg par appareil.

Cette innovation a donné du fil à retordre aux ingénieurs. « Il a fallu adapter les caractéristiques de surface du titane, un métal difficile à travailler », indique Alain Jeunehomme. Cet important travail de reconfiguration du composant et le développement d'un procédé original de production de ces alliages ainsi que des revêtements ont abouti à un brevet de rotule en deux pièces.

Le vaste chantier de l'A380 a été l'occasion de tester les performances des composites et autre titane et de leur trouver une place idoine. Comme le démontre le système d'empennage horizontal intégré à la queue de l'appareil, qui permet d'ajuster le plan horizontal pour améliorer sa stabilité. Ce système, vital pour la sécurité, comporte un ensemble-roulement qui fournit l'articulation et les points de fixation pour le plan horizontal réglable contrôlant le tangage de l'avion. L'articulation est redondante et sa partie principale en titane est anodisée pour assurer la protection contre la corrosion galvanique. Elle doit de plus supporter des charges importantes, par exemple, 1300 kN sur l'articulation extérieure et 500 kN de charge axiale sur la bielle d'articulation.

L'électrique remplacera l'hydraulique

Ces travaux d'innovation ont aiguisé l'appétit des ingénieurs de Sarma, qui auront sans doute des chantiers technologiques importants à réaliser dans les années à venir.

« Les systèmes mécaniques et hydrauliques des futurs avions céderont de plus en plus la place à ceux électriques, plus sûrs et plus faciles à maintenir, estime Alain Jeunehomme. Nous allons donc renforcer nos compétences dans ce domaine, tout en continuant à rechercher les solutions pour réduire les coûts. La maintenance constitue, d'ailleurs, l'un des gisements de profits importants, ce qui suppose un prolongement de la durée de vie des composants que nous fabriquons. »

L'ENTREPRISE

- Implantée à Saint-Vallier (Drôme) - Filiale, depuis 1975, du groupe SKF - 700 personnes - 70 millions d'euros de chiffre d'affaires POINT FORT MAÎTRISE DU TITANE ET DES COMPOSITES.

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