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EnglishRÉSUMÉ
Le secteur aéronautique a été l'un des pionniers en matière d'utilisation de composites et d'assemblage par collage. Cet article présente les différents adhésifs utilisés en aéronautique, avec les exigences qui sont liées au secteur. Puis il détaille les pièces composites collées présentes dans un avion moderne. Les secteurs aéronautique et aérospatial et aérospatial restent novateurs dans l'utilisation de composites collés. Des transferts de technologies intéressant peuvent donc se produire vers des secteurs comme l’automobile, la construction navale, l’armement ou la mécanique.
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Philippe COGNARD : Ingénieur de l’École supérieure de physique et chimie de Paris - Expert près les tribunaux, - Ancien Directeur commercial à la société Bostik Findley
INTRODUCTION
Le secteur aéronautique fait office de pionnier dans l’utilisation de composites à hautes performances (à base de fibres de carbone, kevlar et verre) assemblés assez souvent par collage, avec des hautes performances et ceci depuis plusieurs dizaines d’années. Cette méthode d’assemblage a en effet été mise à profit et développée en raison de son efficacité, la solidité des assemblages et l’allégement des structures qu’elle procure (cf. articles « Choix du collage pour l’assemblage des composites » Assemblage des composites- Les points forts du collage, « Collage des matériaux. Mécanismes. Classification des colles » Collage des matériaux- Mécanismes. Classification des colles, « Collage des matériaux. Applications » Collage des matériaux- Applications. Ainsi, le secteur aéronautique est à l’origine de nombreuses innovations que ce soit pour la formulation de nouveaux adhésifs, le développement de procédés de mise en œuvre, de méthodes de tests des assemblages collés ou de matériaux de construction (nids d’abeilles).
L’utilisation de matériaux composites dans la construction aéronautique a débuté vers 1970 (cf. figure 1 dans l’article « Collage des métaux. Pour en savoir plus » ). Depuis, la proportion de pièces composites a rapidement progressé, en nombre et en importance, d’abord sur les avions militaires, puis, sur les avions civils à partir du début des années 1980.
Le secteur aéronautique et aérospatial reste novateur dans ce domaine et doit être considéré comme une source de transferts de technologies vers les autres secteurs industriels, notamment l’automobile, la construction navale, l’armement, la mécanique.
Cet article s’insère dans une série consacrée au collage des composites :
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Choix du collage pour le collage des composites Assemblage des composites- Les points forts du collage ;
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Collage des composites. Généralités Collage des composites- Secteur aéronautique ;
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Collage des composites. Secteur aéronautique Collage des composites- Secteur aéronautique ;
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Collage des composites. Secteurs routier et ferroviaire Collage des composites- Secteurs routier et ferroviaire ;
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Collage des composites. Secteur constructions navales Collage des composites- Secteur de la construction navale ;
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Collage des composites. Bâtiment, sport, génie chimique, mécanique Collage des composites- Bâtiment, sport, génie chimique, mécanique ;
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Collage des composites. Pour en savoir plus , dans lequel le lecteur trouvera des informations techniques (notices techniques de certains adhésifs), des listes de fournisseurs d’adhésifs, de matériels, de services, des normes françaises, européennes, internationales et américaines ainsi que des sources d’informations (sites Internet, organismes de normalisation ou centres de compétences).
Plus largement, cet article complète l’ensemble consacré au collage des matériaux :
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Collage des matériaux. Mécanisme. Classification des colles Collage des matériaux- Mécanismes. Classification des colles ;
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Collage des matériaux. Mise en œuvre, caractéristiques des colles Collage des matériaux- Caractéristiques, mise en œuvre des colles ;
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Collage des matériaux. Applications Collage des matériaux- Applications ;
Enfin, afin d’en savoir plus sur l’usage du collage dans le secteur aéronautique, le lecteur consultera utilement la série d’articles consacrée au collage des métaux :
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Collage des métaux. Généralités. Caractéristiques Collage des métaux- Généralités. Caractéristiques ;
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Collage des métaux. Applications Collage des métaux- Applications ;
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2. Techniques d’assemblages
La figure 3 montre les différentes techniques de fabrication utilisées sur les avions Marcel Dassault, à titre d’exemple :
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pour les pièces monolithiques (figure 3 a), l’assemblage des revêtements composites est réalisé par boulonnage sur une sous-structure métallique ou composite. C’est le cas par exemple d’ailes ou de dérives qui incorporent les réservoirs de carburant. Il n’y a donc pas de collage ;
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pour les pièces complexes, le collage et la cocuisson (cf. Assemblage des composites- Les points forts du collage) sont utilisés.
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Collage
Dans le cas des caissons collés on assemble les différentes pièces élémentaires, elles-mêmes composites ou métalliques, par collage sur une sous-structure qui peut être soit composite soit en métaux de faible coefficient de dilatation comme le titane pour réduire les tensions dans les plans de collage lors de fortes variations de température (sur avions militaires, supersoniques, aérospatiale).
Exemplegouvernail du Mirage 2000
Le revêtement est en hybride bore/carbone-époxyde afin d’obtenir une très grande rigidité du caisson de torsion. Le collage est réalisé avec un adhésif époxyde en film, à haut module.
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Cocuisson (figure 3 b)
La pièce est réalisée en une seule opération : la stratification et le durcissement des revêtements composites sont réalisés en même temps que leur collage, par exemple sur nids d’abeilles ou sur les fixations métalliques ou sur les renforts (métalliques ou composites).
Cette technique rapide est utilisée pour des pièces secondaires : portes, trappes, carénages. Le contrôle final de la pièce ne peut être que global, donc certains défauts peuvent ne pas être détectables, c’est pourquoi cette technique est réservée à des pièces secondaires. Nous verrons au paragraphe ...
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