Optimisation du moulage liquide de pièces aérospatiales à haute température

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L'industrie aérospatiale a connu des changements majeurs depuis la fin du dernier siècle. De nos jours, les grands fabricants d'aéronefs commerciaux ont tous lancé des programmes de recherche avancés sur les composites à haute performance. L'École Polytechnique possède un solide historique dans ce domaine avec plus de 20 ans d'expérience sur la fabrication des composites par injection d'une résine polymère à travers un renfort fibreux. Polytechnique collabore étroitement avec le Groupe Safran sur la mise en forme de pièces structurales pour le nouveau turboréacteur LEAP, qui est à l'avant-garde en aéronautique avec sa forte proportion de composites. En 2013, le candidat a obtenu une Chaire Industrielle de 2,6 M$ supportée par le CRSNG et le Groupe Safran pour étudier la mise en forme des composites avancés tissés en 3-dimensions par la société. Cette Chaire a permis d'accélérer les recherches dans le but de maîtriser les nouveaux procédés de fabrication des composites structuraux renforcés par des tissus 3D en fibres de carbone. Le programme de recherche proposé pour la présente demande porte sur l'optimisation des procédés de moulage liquide et vise à mieux comprendre le lien entre la formation de porosités et les conditions de mise en forme des composites à haute température. Lors de la fabrication de pièces composites, les porosités à l'intérieur du composite peuvent être d'origine mécanique (emprisonnement d'air lors de l'injection) ou chimique (génération de produits volatils lors de la polymérisation). Dans les deux cas, les porosités sont une importante source de défauts pouvant générer des microfissures qui diminuent la vie utile des pièces. Non seulement ceci devient critique pour les pièces structurales primaires, mais c'est encore plus important pour les pièces en rotation comme les aubes de soufflante des turboréacteurs fabriquées par le procédé Resin Transfer Molding (RTM) par Safran. La recherche proposée dans ce programme vise à éviter la formation de défauts, telles les porosités, lors de la fabrication de pièces en matériaux composites par moulage liquide. Le programme est axé, d'une part, sur le contrôle des volatils résultants de la réaction de polymérisation à haute température et, d'une autre, sur l'étude de la perméabilité des renforts fibreux. En s'appuyant les connaissances déjà acquises, cette recherche scientifique permettra de développer des techniques de fabrication plus robustes et économiques afin de minimiser l'apparition de porosités dans les pièces composites aérospatiales.