FRAMES : pionnier d'un démonstrateur arrière d'avion en composites thermoplastiques à grande échelle

FRAMES : Un nouveau projet de recherche axé sur les solutions de fabrication thermoplastique pour géométries complexes. Un consortium d'entreprises européennes initié par ESTIA-Compositadour (Bayonne, France) unissent leurs forces pour développer des connaissances avancées et des solutions de fabrication pour un démonstrateur arrière d'avion en thermoplastique à grande échelle.

Le fuselage de la prochaine génération de gros porteurs pourrait exploiter les avantages des composites thermoplastiques (TPC) — y compris une ténacité accrue, la recyclabilité et des cycles de production plus rapides — pour répondre aux défis futurs du secteur aéronautique.

Parce qu'ils contribuent à des avions plus légers et à une consommation de carburant réduite, ces matériaux gagnent une acceptation croissante dans l'aérospatiale. Cependant, il reste des problèmes à surmonter. La fabrication de structures à géométrie complexe composant la section arrière de l'avion avec des TPC à fibres continues pose encore un défi considérable : températures de traitement élevées, coûts des matières premières, outillage à température contrôlée complexe et sections transversales changeantes.

Pour soutenir une initiative Clean Sky 2 axée sur le développement de concepts et de technologies habilitantes pour un fuselage arrière et une empennage optimaux, ESTIA-Compositadour a initié un consortium européen avec Heraeus Noblelight Ltd. (Royaume-Uni), Xelis (Markdorf, Allemagne) et Cero (Challans, France) dans le projet de recherche appliquée de 2,5 ans FRAMES : Fabrication de thermoplastiques renforcés de fibres pour structures raidies, complexes, à double courbure.

L'objectif principal de FRAMES est de valider et d'évaluer une approche de fabrication pour un arrière intégral en thermoplastique avec des caractéristiques de conception critiques. Les technologies clés développées dans FRAMES seront utilisées dans un démonstrateur arrière avancé (ARE) à moyenne échelle fabriqué par le Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, Centre aérospatial allemand), partie d'une plateforme technologique Clean Sky 2 pour avions de transport de grande capacité (LPA).

En combinant leurs forces et leurs connaissances, ce consortium apportera des solutions industrielles fiables et compétitives pour des systèmes de chauffage intelligents pour la dépose automatisée de fibres, des procédés de production efficaces pour les raidisseurs et des outillages chauffants avancés. Trois lots de travail soutiendront ces technologies clés :

• Heraeus Noblelight dirigera le développement d'un modèle de simulation optico-thermique combiné pour le placement automatisé de fibres (AFP) avec un dispositif de chauffage au xénon tel que humm3, permettant une dépose rapide des peaux.
• Xelis développera un procédé de fabrication robuste pour des raidisseurs thermoplastiques complexes avec une capacité de cadence élevée prouvée.
• Cero prendra en charge la livraison d'une solution d'outillage auto-chauffant permettant la co-consolidation de la peau et des raidisseurs en une seule fois.

ESTIA-Compositadour dirigera le projet FRAMES, effectuera des essais de placement de fibres et soutiendra le DLR pendant la fabrication et la livraison du démonstrateur ARE.

FRAMES a été initié à la fin de juillet 2020 et publiera des mises à jour régulières sur ses progrès. Pour plus d'informations, contacter Guillaume Fourage, g.fourage@estia.fr