– INNOFORM

Le renfort de la compétitivité de l'industrie européenne aéronautique et spatiale demande une forte mobilisation de la recherche et plus particulièrement le développement de nouveaux matériaux et nouvelles technologies contribuant à l'allègement des structures et à l'introduction de concepts compétitifs, innovants et plus performants par rapport aux concepts conventionnels. - Dans cette optique de recherche de gain en masse et en coût, un saut technologique a déjà été franchi avec l'utilisation du soudage laser pour l'assemblage des lisses sur les panneaux de structures de fuselage sur les programmes A318, A380 et des projets d'introduction sont également prévus sur de futurs programmes (A340 HGW). Plus récemment la technologie de soudage par friction-malaxage ou « Friction Stir Welding » (FSW), basée sur un soudage par voie solide, a démontré la soudabilité d'alliages de très haute résistance réputés non soudables par les technologies de soudage conventionnel par fusion. - Contrairement aux soudures par fusion, l'absence de défauts de solidification et le comportement ductile de la soudure FSW lui confère un certain potentiel de mise en forme qui permettrait également une utilisation de la technologie pour le raboutage de tôles, ce qui contribuerait à la réduction du coût d'approvisionnement de la matière donc à l'optimisation du coût de fabrication de la structure. - Avec le programme A380, la recherche de gain en masse a conduit au développement d'une nouvelle génération d'alliages Al-Li de densité plus faible que la référence 2024 (jusqu'à 6 % suivant la teneur an lithium). Ce gain en densité, couplé à des performances mécaniques (statique, fatigue et tolérance aux dommages) optimisées d'au moins 20 % par rapport à la référence 2024, contribuera encore à l'allègement et la durabilité des structures. - - Le présent projet s'inscrit donc dans le déploiement de la technologie FSW, en remplacement du rivetage pour les jonctions de panneaux de fuselage. Il se focalise sur les nouvelles nuances d'alliages Al-Li en voie d'introduction large sur avions ainsi que sur l'optimisation des propriétés des soudures FSW par l'étude des relations paramètres procédé FSW - microstructures propriétés d'usage et de formabilité post-soudage. Trois objectifs sont visés : - · L'allègement des structures avec l'introduction d'alliages basse densité et le remplacement des jonctions rivetées par du soudage - · La prévision des comportements avec le développement d'outils de prédiction des propriétés des soudures via l'étude des mécanismes d'évolution microstructurale et des relations avec les paramètres physiques du procédé - · L'optimisation des structures avec l'utilisation et la validation des démarches et outils en vue d'optimiser les propriétés de la soudure (donc des paramètres procédés) pour une mise en forme ultérieure. - - 20 % de gain en masse sur la structure est donc l'objectif visé par le projet avec le déploiement combiné de jonctions soudées FSW à performances optimisées et des alliages aluminium lithium de faible densité. Les gains en performances (fatigue et tolérance aux dommages) de ces alliages Al-Li (au moins 20 % par rapport au 2024) contribueront par ailleurs à l'augmentation des intervalles d'inspection et globalement à la réduction du coût de maintenance. Le projet vise d'autre part un gain en coût de fabrication de 30 %, via le remplacement du rivetage par la technologie soudée FSW et le recours au formage des panneaux de fuselage soudés. Ces impacts sur l'allègement de la structure et sa durabilité contribueront à la réduction de la consommation de carburant et des opérations de maintenance et donc des coûts associés qui représentent respectivement 27% et 6% du prix de revient de l'avion. - - Les verrous scientifiques et techniques qui seront levés par le projet sont : - - Comprendre et modéliser l'influence du soudage sur les évolutions microstructurales et mécaniques de l'alliage - - Développer une approch