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Safran renforce sa recherche sur les composites à matrice céramique

L’inauguration récente de Safran Ceramics, un centre de recherche dédié aux composites à matrice céramique (CMC), marque la volonté du Groupe de monter en puissance sur ces matériaux aux performances particulièrement intéressantes pour les secteurs aéronautique et spatial.

« Les premiers travaux de Safran sur les CMC remontent aux années 1970. Avec ce nouveau centre, le Groupe se donne les moyens d'accélérer l'innovation dans ce domaine », annonce Marc Montaudon, directeur de Safran Ceramics, implanté au Haillan, dans l'agglomération bordelaise.

Marc Montaudon

Réduire la consommation de carburant

À la fois résistants à la température et très légers, les CMC sont déjà présents dans plusieurs applications industrielles du Groupe. Les composites à base de carbone sont ainsi employés par Safran Landing Systems depuis les années 1980 pour produire les disques de freins destinés aux avions civils et militaires. Ils entrent également dans la fabrication des moteurs-fusées, en particulier ceux des lanceurs Ariane1, et dans celle des tuyères du Rafale.

Safran Ceramics développe plusieurs familles de matériaux, notamment à matrice carbure de silicium pour les pièces internes de moteurs, et à base d'oxydes pour les arrière-corps des turboréacteurs. « Le grand intérêt des CMC, résume Marc Montaudon, est qu'ils permettent de réduire la consommation de kérosène des moteurs. Ils tolèrent des températures de fonctionnement bien plus élevées que les alliages actuels, ne nécessitent pas de refroidissement et sont bien plus légers. On estime qu'un moteur dont on aurait remplacé le maximum de pièces métalliques par leur équivalent CMC pourrait offrir un gain de consommation de 5 à 6 %. »

 

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Des équipes à la pointe

Pour atteindre cet objectif, Safran Ceramics compte une centaine d'ingénieurs et de chercheurs de haut niveau et quelque 200 équipements de recherche à la pointe de la technologie. Certains, comme les fours de réaction chimique ou encore des moyens d'observation et de caractérisation des matériaux, sont uniques au monde. « Au-delà de ces moyens matériels, souligne Marc Montaudon, ce qui fait la force du centre c'est la pluridisciplinarité de ses équipes. Nous avons des spécialistes de la chimie, des fibres, des matrices, des traitements de surface… Sans oublier un bureau d'études pour concevoir les pièces, et des ingénieurs de production pour définir sur mesure les équipements. »

Dès 2021

Safran Ceramics se focalise sur l'intégration des CMC dans les ensembles propulsifs d'avions, civils et militaires, et dans les moteurs d'hélicoptères Safran. Le centre conduit aussi des recherches sur les disques de freins de prochaine génération et soutient la R&T d'ArianeGroup pour améliorer les performances des CMC utilisés dans les lanceurs spatiaux. « Notre objectif est de mettre à la disposition des sociétés du Groupe des technologies éprouvées et "sur étagère", c'est-à-dire prêtes à être industrialisées, ce qui pourrait être envisagé dès 2021 pour les applications aéronautiques », conclut Marc Montaudon.

 

1 Les lanceurs spatiaux Ariane sont développés et produits par ArianeGroup, une société commune de Safran et d'Airbus.

 

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Les composites à matrice céramique (CMC)

Il s'agit de céramiques renforcées par des fibres également en céramique qui permettent de leur ôter leur fragilité naturelle. Ces matériaux se démarquent des alliages métalliques habituellement utilisés dans l'industrie aéronautique par leur résistance aux fortes températures, leur légèreté et leur tenue mécanique. On distingue différents types de CMC selon la nature chimique de leur matrice et de leurs renforts : les CMC à base de carbone, de carbure de silicium ou d'oxydes.

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