Les composites à l’épreuve des hautes températures

Légers, résistants aux chocs et capables de supporter des températures largement supérieures à mille degrés : les matériaux composites thermostructuraux sont de plus en plus utilisés dans l’industrie aéronautique et spatiale. Herakles (Safran) est un leader mondial du domaine.

En mars 2014, Herakles a livré les premiers éléments de protection thermique du véhicule spatial IXV(1). Ces pièces, formant le nez, les bords d'attaque et l'intrados de l'aéronef, lui serviront de bouclier protecteur lors de sa rentrée dans l'atmosphère terrestre. Pendant la vingtaine de minutes que durera cette phase, elles devront résister à des températures proches de 1 600°C ! Tous ces éléments sont fabriqués en composite à matrice céramique (CMC), une variante de composites thermostructuraux combinant fibres de carbone et matrice en carbure de silicium. Pour Herakles, ce vol prévu au mois de novembre prochain sera une occasion unique de tester en grandeur nature la résistance de ses pièces.

Une expertise éprouvée

« Les premiers composites thermostructuraux que nous avons développés, il y a près de 40 ans, étaient constitués d'une matrice en carbone renforcée par des fibres de carbone, explique Marc Montaudon, directeur de la Business Unit aéronautique et composites d'Herakles. Ces composites étaient alors utilisés pour remplacer les alliages métalliques très lourds des zones les plus chaudes des moteurs de missiles ; nous avons étendu leur usage à d'autres domaines comme les tubes de télescopes pour satellites d'observation ou encore les divergents des lanceurs spatiaux américains Delta 4. Aujourd'hui, les composites carbone-carbone trouvent leur principal débouché dans les freins d'avions : Messier-Bugatti-Dowty est devenu n°1 mondial sur ce marché, en s'appuyant notamment sur la technologie développée par Herakles », précise Marc Montaudon.

Du carbone-carbone aux CMC

« Avec les volets de la tuyère du Rafale, nous avons été les premiers au monde à introduire des CMC en série sur un avion, indique Marc Montaudon. Nous avons ensuite capitalisé sur notre savoir-faire en diversifiant notre offre, en produisant par exemple des pièces de vannes à gaz chauds pour le pilotage des missiles antimissiles américains SM3. Actuellement, nous développons pour Snecma le divergent* de son moteur Vinci, destiné aux futurs lanceurs Ariane 5 ME et Ariane 6. Pour les années à venir, notre enjeu principal est de faire bénéficier les moteurs d'avions des avantages des CMC : nous sommes à l'aube d'un véritable tournant industriel pour ces matériaux. »

Grâce à sa maîtrise de la totalité des chaînes de conception et de fabrication et à des applications diversifiées, Herakles est l'un des leaders mondiaux des matériaux composites thermostructuraux. « Avec près de deux cents collaborateurs dédiés à cette activité, des moyens uniques et de solides partenariats, nous constituons à Bordeaux un véritable pôle d'excellence de Safran », indique en conclusion Marc Montaudon.

(1)L'IXV (Intermediate Experimental Vehicle) est un véhicule spatial expérimental destiné à valider les technologies de rentrée atmosphérique qui seront utilisées dans le cadre du projet de lanceur réutilisable de l'Agence Spatiale Européenne.
*Le divergent de tuyère assure l'accélération des gaz en régime supersonique jusqu'à 4 000 m/s.

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