Les portes de l’A350 conçues avec un composant structurel fabriqué en polymère Victrex

Airbus Helicopters a sélectionné un polymère haute performance renforcé par fibres de carbone à haut module pour remplacer l’aluminium dans une armature de la porte de son Airbus A350-900. Développé par Airbus Helicopters, le bracket désormais fabriqué en Victrex Peek 90HMF40 a été homologué pour la production en série à des fins commerciales. Cette substitution réussie du métal a débouché sur une réduction de 40% du poids et des coûts.

Bracket aéronautique : premier composant structurel fabriqué en polymère Victrex Peek

La structure polymère renforcée par fibres (FRP) de la porte de l’A350XWB fait appel à une enveloppe extérieure, associée à une structure de renfort sur la face intérieure. Une armature désormais fabriquée en thermoplastique Victrex Peek 90HMF40 fait la jonction par point entre l’enveloppe extérieure et la structure de renfort intérieur. Les deux composants forment une structure de renfort de type caisson afin d’exploiter au maximum le moment géométrique d’inertie.

Christian Wolf, responsable Recherche et Technologie (R&T) dans le domaine des portes aéronautiques chez Airbus Helicopters, explique la fonction et l’importance du composant Peek : « En cas de fonctionnement normal, c’est-à-dire de cabine pressurisée, ce joint par point réduit la déformation de l’enveloppe extérieure tout en préservant la qualité aérodynamique de la porte de l’appareil. Tous les composants qui constituent la porte sont sécurisés les uns avec les autres. En cas de rupture d’un de ces composants à proximité du bracket, celui-ci pourra encaisser le transfert de charges structurelles, raison pour laquelle les brackets font partie intégrante de la structure primaire de l’appareil. »

Remplacer le métal en réduisant les coûts tout en améliorant la qualité

En faisant appel au polymère haute performance Victrex Peek 90HMF40 renforcé par fibre de carbone en remplacement de l’aluminium utilisé auparavant, Airbus Helicopters a réussi à fabriquer un composant équivalent et réunissant toute une série d’avantages – le poids et les coûts de production ont respectivement baissé de 40%. Par ailleurs, combiner le composant en Peek, plutôt qu’un composant en aluminium, à un thermodurcissable facilite et optimise les opérations de perçage d’un composite renforcé de fibres de carbone (CFRP), en comparaison avec les résultats obtenus précédemment.

Victrex Peek 90HMF40 est un matériau spécifié par Airbus. Le thermoplastique résiste facilement à la condensation qui s’accumule constamment à l’intérieur des portes de l’appareil alors que l’aluminium en revanche a tendance à se corroder et nécessite un traitement de surface spécifique pour empêcher la corrosion. « Victrex a su fournir le matériau adéquat ainsi que l’expertise et la collaboration de ses experts en matériau pour mener à bien le développement et la qualification du composant, ajoute Christian Wolf. Le savoir-faire accumulé lors de l’utilisation initiale du Peek renforcé par fibres peut être transféré à d’autres composants et à d’autres domaines d’application où les exigences sont similaires ».

Dans l’aérospatiale, le processus « design and build », c’est-à-dire le développement en conformité avec des spécifications données, est une option envisageable pour la production de composants structurels. Au cours de ce processus, le concepteur bénéficie d’une liberté supplémentaire dans certains secteurs comme la sélection de matériaux. « 90HMF40 est un thermoplastique spécial à hautes performances, explique Uwe Marburger, responsable du développement des activités aéronautiques chez Victrex. Ses propriétés permettent de l’utiliser pour les composants structurels porteurs tels que ceux utilisés pour la première fois dans l’Airbus A350-900, un appareil de transport aérien commercial. Cette première application devrait rapidement donner naissance à beaucoup d’autres ».

 N° 71 Janvier 2016