Optimisation des opérations de maintenance en aéronautique par la mise en place de capteurs de corrosion RFID en alliage d'aluminium – CORSENSAL

Du fait de leur faible masse volumique et de leurs bonnes propriétés mécaniques, les alliages d’aluminium sont des matériaux de choix dans le domaine de l’aéronautique, en particulier pour la production d’aéronefs. Parmi les nombreuses nuances disponibles, l’alliage AA2024-T3 est le plus utilisé pour les parties structurelles. La présence en quantité non négligeable de cuivre et de magnésium dans cet alliage permet d’améliorer ses propriétés mécaniques mais entraine la formation de particules intermétalliques possédant des hétérogénéités en termes de réactivité électrochimique. Ceci conduit à une augmentation de la sensibilité de ce matériau à la corrosion ainsi qu’à l’apparition d’une corrosion localisée principalement intergranulaire. Cette corrosion est particulièrement accélérée en présence de chlorure en milieu marin ou lors de l’utilisation de sels de déverglaçage. Dans ce contexte, le monitoring de la sensibilité de l’alliage AA2024-T3 à la corrosion atmosphérique ainsi que la connaissance des processus électrochimiques qui en sont responsables sont des points essentiels pour i) optimiser les opérations de maintenance et ii) garantir la disponibilité opérationnelle des aéronefs.
Le projet CORSENSAL se focalise sur le monitoring des zones confinées à l’intérieur des aéronefs, souvent inaccessibles, et présentant des problèmes de condensation. Dans ce cas, des capteurs sensibles à la corrosion et à la perte de masse peuvent être utilisés. Malgré l’intérêt de ces derniers, leur déploiement à grande échelle pour la mise en place de méthodes SHM (Structural Health Monitoring) dans le domaine de l’aéronautique est difficile. Les principaux problèmes sont i) leur compatibilité avec les conditions d’exploitation (température, durée de vie de la batterie, présence de câbles), ii) leur coût et iii) la difficulté d’interprétation des données issus des capteurs lors de l’existence d’une corrosion localisée. L’objectif de ce projet est de proposer une solution innovante permettant de lever ces verrous technologiques. Elle est basée sur le développement de capteur de corrosion RFID (RadioFrequency IDentification). Dans ce cas, les capteurs sont interrogés à distance par un lecteur radiofréquence. Ne possédant ni batterie, ni composant électronique, leur utilisation en environnement sévère sur des temps très longs est possible. En outre, leur coût très bas permet un déploiement à grande échelle. Tout l’enjeu de ce projet est d’appliquer cette technologie novatrice à la surveillance de la corrosion de l’alliage AA2024-T3 à l’intérieur des aéronefs.
Pour cela, le projet CORSENSAL a pour objectif de développer des capteurs RFID sensibles à la corrosion localisée, ce qui constitue un défi par rapport aux solutions existantes. Ils sont constitués de parties métalliques produites à partir de feuilles d’alliage d’aluminium qui sont exposées à l’environnement. La faible épaisseur des feuilles assure la sensibilité à la corrosion. Dans ce projet, une corrélation sera établie entre la réponse fournie par le capteur et l’avancée de la corrosion de l’alliage massif AA2024-T3, représentatif de l’état de l’aéronef. Dans ce cadre, une analyse statistique de l’avancée de la corrosion sur différent alliages d’aluminium possédant différentes microstructures sera menée. Seule cette méthode permettra d’obtenir des informations pertinentes sur l’avancée de la corrosion de l’alliage massif et de l’aéronef.