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Le Groupe Safran investit à Polytechnique Montréal pour les composites 3D de grande dimension

News International-French

3 Jan 2014

Polytechnique Montréal, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) et Safran inaugurent la Chaire industrielle CRSNG-Safran sur les nouveaux matériaux composites 3D pour l'industrie aérospatiale.

Avec l'octroi de cette chaire, qui bénéficiera d'investissements totalisant plus de 2,4 M$, Polytechnique Montréal devient l'un des premiers établissements universitaires au monde à mettre en œuvre un laboratoire de composites 3D de grande dimension pour l'industrie aérospatiale. La Chaire bénéficie également de l'infrastructure de recherche octroyée ces dernières années par la Fondation canadienne pour l'innovation, le Gouvernement du Québec et d'autres partenaires. Ces équipements de pointe représentent un investissement total de 5,4 M$.

« Les industries de l'aérospatiale et de l'espace du Canada représentent plus de 170 000 emplois et injectent plus de 27 milliards de dollars annuellement dans l'économie canadienne, a déclaré le ministre de l'Industrie, l'honorable James Moore. Le titulaire de cette chaire de recherche industrielle contribuera au développement de solutions novatrices destinées à l'industrie aérospatiale, tout en appuyant la formation de personnel hautement spécialisé. Notre gouvernement soutient les entreprises canadiennes pour qu'elles continuent d'être concurrentielles à l'échelle internationale et d'être des chefs de file dans le monde entier. »

Les composites, matériaux vedettes de l'industrie aérospatiale
Les matériaux composites ont pris une place importante dans l'aérospatiale. Leur utilisation s'est généralisée dans les structures des appareils, que ce soit pour le fuselage, comme celui du Boeing 787, ou pour les ailes, telles celles de l'Airbus 350 ou du CSeries.

Aujourd'hui, la nécessité de fabriquer des appareils encore plus légers, plus fiables et plus résistants à la corrosion amène l'industrie à s'intéresser à l'utilisation des matériaux composites pour les pièces de moteur. C'est notamment le cas de Safran et de GE qui utilisent de nouveaux composites tridimensionnels pour créer leur prochain turboréacteur, le LEAP-X. Grâce à l'utilisation intensive des composites, ce moteur présentera un avantage décisif en termes de masse, de performance et de consommation d'essence : 15 % d'économie de carburant par rapport à son prédécesseur; 60 % de diminution des émanations à effet de serre; 450 kg de gain de masse sur les aubes de soufflante; 15 dB de diminution du niveau sonore du moteur. Ce nouveau propulseur en développement a déjà attiré l'attention des avionneurs majeurs, qui ont confirmé ce choix pour la remotorisation de l'Airbus A320-Neo et du Boeing 737 Max, et pour le nouvel avion de transport chinois COMAC 919, tous trois prévus pour 2016.

Une chaire pour répondre aux défis technologiques des composites 3D
L'utilisation des matériaux 3D innovants dans l'industrie aérospatiale pose cependant des défis de taille, car les matériaux doivent présenter une résistance aux impacts, à la fatigue et, dans certains cas, à des températures supérieures à 1200°C. Sans oublier l'exigence de certifier ces pièces rotatives avec zéro défaut.

C'est pour répondre à ces défis que la Chaire industrielle CRSNG-Safran sur les nouveaux matériaux composites 3D pour l'industrie aérospatiale, dirigée par le Pr Edu Ruiz du Département de génie mécanique, mène ses travaux de recherche à Polytechnique. «Nous couvrons l'ensemble du développement de nouvelles solutions destinées à l'industrie aérospatiale: nous travaillons à la fois sur la création de nanomatériaux composites 3D et sur le développement de nouveaux procédés de fabrication de grandes structures. Nous utilisons ensuite ces innovations pour construire des prototypes à échelle industrielle. Cette approche est assez unique dans notre domaine de recherche. De plus, notre partenariat avec le groupe Safran, un des leaders mondiaux de l'aérospatiale, nous permet de développer des solutions scientifiques répondant aux préoccupations et aux défis de cette industrie de produits haut de gamme », explique le Pr Ruiz.

Une infrastructure de recherche unique
La Chaire est dotée d'équipements exceptionnels, que ce soit au laboratoire de caractérisation de nano-composites et des polymères ou au laboratoire de fabrication. Dans le premier, des membres de l'équipe du Pr Ruiz étudient le comportement des polymères et des nanoparticules, et développent de nouveaux matériaux multifonctionnels issus de la combinaison des composites tridimensionnels et de certaines nanoparticules. Dans le second, d'autres membres de l'équipe mettent au point des méthodes de fabrication de pièces de moteurs aérospatiaux et fabriquent des prototypes de dimensions industrielles.

Une collaboration prometteuse
Grâce à l'expertise, aux innovations scientifiques et aux technologies uniques développées par les professeurs Edu Ruiz et François Trochu au cours des 20 dernières années, Polytechnique Montréal est devenue un pôle de recherche internationalement reconnu dans le domaine des matériaux composites.

Polyflex, un procédé d'injection flexible breveté par Polytechnique permettant de fabriquer à moindre coût des pièces composites haute performance de manière fiable et automatisée, a attiré l'attention de Safran il y a quelques années.

«Les premiers travaux ont commencé en 1992 entre Snecma et Polytechnique, mais, depuis 2006, Polytechnique Montréal collabore étroitement avec Safran sur l'étude de la mise en forme de pièces structurales pour les nouveaux moteurs aéronautiques, indique Ludovic Molliex, directeur Matériaux et procédés, Safran. Notre collaboration avec Polytechnique s'est intensifiée en 2010 alors que nous annoncions un investissement de 6 M$ sur 10 ans pour accélérer les recherches en vue de maîtriser les nouveaux procédés de fabrication des composites structuraux renforcés par des tissus tridimensionnels en fibres de carbone. Le procédé Polyflex offre une solution de rechange très intéressante aux procédés connus comme le RTM ou l'infusion de résine, notamment pour les pièces de grande dimension. Les projets applicatifs que nous menons avec les chercheurs de Polytechnique Montréal donnent des résultats très prometteurs. »

Une pépinière de jeunes scientifiques
Du fait de son large champ d'activités et d'expertises, ainsi que de ses collaborations avec de gros joueurs de l'industrie, la Chaire industrielle CRSNG-Safran sur les nouveaux matériaux composites 3D constitue un milieu de formation unique. Quelque 50 étudiants participeront activement aux travaux de recherche de la Chaire et seront formés sur des technologies avant-gardistes en matière de fabrication et de caractérisation des composites.

Plus d'informations: www.polymtl.ca