Aérospatiale Nouvelles
Une nouvelle chaire sur les nouveaux matériaux composites 3D à Polytechnique

Polytechnique Montréal, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) et Safran, un équipementier de haute technologie international en aérospatial, ont inauguré la Chaire industrielle CRSNG-Safran sur les nouveaux matériaux composites 3D de très grande dimension pour l’industrie aérospatiale, le 12 décembre.

Polytechnique Montréal est ainsi devenue l’un des premiers établissements universitaires au monde à mettre en œuvre un laboratoire de composites 3D de grande dimension pour l’industrie aérospatiale à la suite de l’octroi de cette chaire qui bénéficiera d’investissements totalisant plus de 2,4 M$. La Chaire CRNSG-Safran bénéficie également de l’infrastructure de recherche octroyée ces dernières années par la Fondation canadienne pour l’innovation, le gouvernement du Québec et d’autres partenaires. Les équipements de pointe dont est équipée la chaire totalisent un investissement de 5,4 M$.

«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 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», a déclaré le ministre de l’Industrie, l’honorable James Moore. 

Les matériaux composites sont utilisés dans les structures des appareils, que ce soit pour le fuselage, comme celui du Boeing 787, ou pour les ailes, comme celles de l’Airbus 350 ou du CSeries.

C’est la nécessité de fabriquer des appareils encore plus légers, plus fiables et plus résistants à la corrosion qui a amené 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», peut-on lire dans un communiqué.

L’utilisation des matériaux 3D innovants dans l’industrie aérospatiale comporte toutefois plusieurs défis majeurs pour l’industrie, les matériaux devant présenter une résistance aux impacts, à la fatigue et, dans certains cas, à des températures supérieures à 1200 oC. De plus, ces pièces rotatives doivent obligatoirement être certifiées avec zéro défaut.

«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 professeur Edu Ruiz, du Département de génie mécanique de Polytechnique Montréal, qui dirige la Chaire industrielle CRSNG-Safran sur les nouveaux matériaux composites 3D pour l’industrie aérospatiale et qui mène des travaux de recherche en ce sens.

«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», écrit encore Polytechnique Montréal.

«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», renchérit l’établissement d’enseignement.

Polytechnique Montréal a également breveté Polyflex, un procédé d’injection flexible qui permet de fabriquer à moindre coût des pièces composites haute performance de manière fiable et automatisée. Ce procédé a retenu l’attention de Safran voilà 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. 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» , indique Ludovic Molliex, directeur Matériaux et procédés, Safran.

«Comme tous les autres titulaires d’une chaire de recherche industrielle du CRSNG, Edu Ruiz possède un mélange unique de qualités : il vise l’excellence en recherche; il offre un riche milieu d’apprentissage à ses étudiants; il est en mesure d’établir et d’entretenir des liens fructueux avec ses partenaires industriels; et il applique la recherche fondamentale pour répondre aux besoins en R et D de l’industrie. Les travaux de M. Ruiz réalisés avec Safran positionneront le Canada comme un chef de file mondial en recherche dans le domaine des matériaux composites et aideront l’industrie aérospatiale à construire des avions plus légers», a, pour sa part, souligné Janet Walden, chef des opérations du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

Environ 50 étudiants participeront aux travaux de recherche de la Chaire CRSMG-Safran. Ils seront formés sur des technologies avant-gardistes en matière de fabrication et de caractérisation des composites.

«Cette collaboration avec Safran nous permettra de former les meilleures recrues du monde. La formation de personnel hautement qualifié spécialisé dans la fabrication des composites est un enjeu critique non seulement pour l’industrie aéronautique, mais aussi pour plusieurs secteurs comme le transport terrestre, les énergies renouvelables et les infrastructures de génie civil. Un atout inestimable pour l’industrie canadienne», conclut, de son côté, Christophe Guy, directeur général de Polytechnique Montréal. www.polymtl.ca