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SKF dévoile un concept permettant de remplacer le métal par des composites

News International-French

22 Jun 2017

Le concept « Black Design » va permettre d’obtenir les performances structurelles requises en combinant l’usage de matériaux composites à base de polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP) et des techniques de conception innovantes.

SKF dévoile un concept permettant de remplacer le métal par des composites

A la clé, une meilleure homogénéité des parties de structure déjà réalisées en composites et des gains de masse significatifs, pouvant atteindre jusqu’à 50% dans le cas du remplacement de pièces initialement en titane. 

«Le principe consiste à redessiner la pièce initiale en fonction de ses spécificités et plus particulièrement de ses contraintes, afin de lui donner grâce à de nouvelles formes, toutes les caractéristiques de résistance voulues face aux efforts exercés. Le volume occupé par l’interface reste le même et les pièces sont ainsi parfaitement interchangeables. In fine, il n’y aura aucune différence pour l’intégrateur », poursuit Yves Mahéo, Product Development, Aerospace Business Unit.

Cependant, une stagnation s'est opérée dans les avancées obtenues, en termes de performances structurelles, en appliquant les méthodes traditionnelles de conception des composites à la grande variété de pièces d'interface structurelles sous charge de dimensions inférieures utilisées dans les avions modernes. 

Cette situation est en passe d'évoluer grâce au concept SKF Black Design qui permet de combiner les méthodes de construction de pièces en plastique renforcé de fibre de carbone avec des techniques de conception innovantes pour étendre le champ d'application des composites aux pièces structurelles et obtenir des solutions nettement plus intéressantes que les pièces métalliques actuelles en termes de rapport poids/coût. Le SKF Black Design évite en outre bon nombre de problèmes qui découlent de la combinaison d'éléments métalliques et composites au sein d'une même pièce structurelle.

Ce concept est le résultat de plusieurs années de travail mené par le bureau d’ingénierie de SKF Aerospace France, situé à Valence et regroupant une trentaine de jeunes ingénieurs et techniciens au sein d’une équipe pluridisciplinaire. Ce bureau dispose sur place d’un laboratoire d’essais mécaniques, complété par un laboratoire d’électronique exploité en partenariat avec l’INSA de Lyon. 

« Après plusieurs années de travail, nous sommes aujourd’hui arrivés au stade TRL6 de notre programme de développement, avec une solution entièrement validée en environnement réel, permettant d’envisager des applications de série – sur des nouveaux programmes d’Airbus – d’ici environ un an », précise Yves Mahéo. 

« Nous avons évidemment commencé par appliquer le principe à des petites pièces mais nous envisageons déjà, après une phase de maturation, de l’étendre à des éléments de plus grande dimension. En outre, nous envisageons également d’extrapoler le principe aux éléments fonctionnels entourant les articulations, par exemple les collerettes entourant les roulements de ferrures ».