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En anglaisRÉSUMÉ
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 ;
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Pièces composites collées dans un avion moderne
Les figures 2 et 6 montrent les pièces composites qui peuvent être collées ou cocuites dans un avion militaire et dans un avion de transport civil. Nous allons étudier certaines de ces utilisations, celles qui sont réalisées par collage.
4.1 Panneaux-sandwichs
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Mise en œuvre
Les peaux peuvent être en composite (carbone-époxyde, kevlar-époxyde, bore-époxyde) collé sur nids d’abeilles en aluminium ou en composite (tel que le Nomex à base de fibres aramides, plus léger) représenté figure 7.
Le Nomex présente un seul inconvénient, celui d’être sensible à la reprise d’humidité ; il doit donc être séché soigneusement avant collage.
Les nids d’abeilles (nida) sont préformés (découpés, galbés) pour obtenir les formes désirées (voir figure 13).
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Le collage des peaux sur le nida est réalisé alors avec divers adhésifs :
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des films époxydes le plus souvent (Redux de Hexcel composites, Hysol de Loctite Aerospace), qui offrent une tenue à la chaleur à 100 voire 250 ˚C selon les formulations et dont le prix en 2003 est compris entre 10 et 30 €/m2 selon formulations et performances ;
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un film adhésif moussant (appelé aussi « syntactic ») qui permet d’augmenter la surface de contact entre les cellules du nida et les peaux, tout en conservant une très grande légèreté (voir § 5) ;
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des films époxy-phénoliques, phénoliques, polyimides ou bismaléimides, qui permettent...
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