Vers une industrie de l'aviation plus performante et plus verte
La pandémie de Covid-19 a durement frappé l'industrie de l'aviation. À un instant, la demande de transport aérien était si forte que les constructeurs d'avions n'arrivaient pas à fabriquer et livrer assez rapidement ; l'instant d'après, les compagnies aériennes, les constructeurs d'avions et les fournisseurs ont vu leur activité s'effondrer du jour au lendemain, alors que le monde était confiné. Près de deux ans plus tard, l'industrie tarde à se remettre, et il n'est pas certain qu'elle atteigne les sommets atteints auparavant. Le secteur de l'aviation est également confronté à un autre défi qui a une incidence encore plus grande sur son avenir : la durabilité.Des moteurs plus efficaces, de nouveaux matériaux plus légers mais plus résistants : la transition de l'industrie aéronautique vers la durabilité mettra les aptitudes des constructeurs d'avions à rude épreuve. Rachid M’Soubi, expert en R&D pour la technologie de coupe au sein du département développement des matériaux et des technologies de Seco Tools, nous en dit plus.
La pandémie de Covid-19 a durement frappé l'industrie de l'aviation. À un instant, la demande de transport aérien était si forte que les constructeurs d'avions n'arrivaient pas à fabriquer et livrer assez rapidement ; l'instant d'après, les compagnies aériennes, les constructeurs d'avions et les fournisseurs ont vu leur activité s'effondrer du jour au lendemain, alors que le monde était confiné.
Près de deux ans plus tard, l'industrie tarde à se remettre, et il n'est pas certain qu'elle atteigne les sommets atteints auparavant.
Le secteur de l'aviation est également confronté à un autre défi qui a une incidence encore plus grande sur son avenir : la durabilité. Conformément aux engagements mondiaux en matière de lutte contre le changement climatique, le secteur de l'aviation s'est engagé à une neutralité carbone d'ici 2050. Comment faire de l'avion un moyen de transport durable et neutre en carbone ?
Dans les prochaines années, les nouveaux avions seront dotés de moteurs plus efficaces, composés d'éléments plus élaborés, constitués de matériaux plus légers mais plus résistants pour permettre une meilleure combustion et un meilleur aérodynamisme. Les structures seront ainsi fabriquées avec des composites ou matériaux tels que les nouvelles générations d'alliages aluminium-lithium. Aujourd'hui, les composants des trains d'atterrissage contiennent de plus en plus d'alliages de titane plus résistants, tels que le Ti-5553 ou le Ti-10-2-3.
Toutes ces évolutions mettront les fabricants et leurs fournisseurs à rude épreuve, car ils devront s'adapter à des matériaux différents, plus durs et plus difficiles à usiner. Ils devront également s'assurer qu'ils sont aussi productifs et rentables que possible après les pertes dues au Covid. Et, comme toujours, ils devront s'assurer que les défauts soient minimes, afin que les avions puissent voler en toute sécurité.
« Aujourd'hui, nous utilisons beaucoup d'acier et d'autres alliages de métaux, notamment l'aluminium, le titane et le nickel, et certains matériaux ont une densité élevée. Les alliages d'acier sont remplacés par d'autres matériaux tels que les alliages avancés de titane ou d'aluminium , qui présentent un meilleur rapport résistance/poids. Si vous voulez être plus efficace et durable dans votre consommation de carburant, vous devez également réduire le poids de la structure. »
La transition vers ce type de matériaux est déjà en cours. M'Saoubi estime qu'environ 50 % du poids de la structure d'un jet Boeing Dreamliner est constitué de matériaux composites, par exemple de plastiques renforcés en fibre de carbone.
Les constructeurs d'avions ne peuvent relever le défi de matériaux plus durables et plus efficaces que si leurs fournisseurs en font autant. Seco Tools est un fournisseur majeur de solutions d'outillage pour l'usinage de composants d'avions. Son offre est particulièrement intéressante pour les pylônes d'avion, les connexions entre l'avion et son moteur (lien vers d'autres articles) et les aubes et disques combinés, disques à aubes du compresseur du moteur qui permettent de faire entrer suffisamment d'air comprimé dans le moteur pour permettre la combustion.
« Nous concevons nos outils afin que la surface usinée livrée au client satisfasse aux exigences d’intégrité », explique Rachid m’Saoubi.
« Nous développons des solutions d'outils coupants qui minimisent les détériorations de la surface usinée. Lorsque nous usinons un disque de turbine dans un alliage à base de nickel, un carter en titane ou une aube en titane, le constructeur du moteur de l'avion n'acceptera nos outils et nos recommandations de coupe qu'après un processus rigoureux de qualification de la sécurité. »
« Traditionnellement, l'usinage d'aubes et disques combinés implique de retirer beaucoup de métal, et si une partie des composants a été endommagée en service, il y a généralement une procédure de réparation par soudage, qui utilise beaucoup d'énergie ainsi qu'un usinage ultérieur adapté pour restaurer l'aube et les disques combinés », ajoute-t-il.
L'usinage des formes proches des cotes finales consiste à obtenir une pièce dont les dimensions et le poids sont au plus près des spécifications définitives dès la phase initiale d'usinage. On peut citer, par exemple, la fabrication additive à l'arc, qui utilise un procédé de soudage à l'arc pour imprimer des pièces métalliques en 3D, la fusion sélective au laser, qui utilise un lit de poudre avec une source de chaleur pour créer des pièces métalliques, et le dépôt par énergie dirigée, dans lequel le matériau de départ sous forme de poudre ou de fil est déposé sur un substrat sur lequel une source d'énergie, telle qu'un faisceau laser, un faisceau d'électrons ou un arc électrique ou plasma, est simultanément concentrée.
Ces nouvelles technologies sont toutes capables de réduire le gaspillage de matière et de raccourcir considérablement les délais de livraison des pièces, qui passent de plusieurs semaines à quelques jours seulement. L'utilisation de liquides de coupe dans l'usinage cède la place à des méthodes d'usinage presque à sec, notamment le ScCO2 (dioxyde de carbone supercritique), qui élimine le risque de contaminants et contribue là encore à une approche plus durable.
Il s'agit d'une nouvelle ère pleine de défis, mais Rachid M'Saoubi affirme que Seco Tools peut accompagner l'industrie aéronautique dans son évolution.
« Nous avons élaboré une stratégie pour relever ces défis, de la conception au produit final. Nous voulons placer le client au centre du processus et collaborer avec les fabricants et les autres fournisseurs de technologies de la chaîne d'approvisionnement pour trouver des moyens de réduire les déchets et d'augmenter la productivité. Nous sommes bien préparés pour l’avenir. »
Cliquez ici