Thiot ingénierie a intégré le programme TABASCO. L’objectif : développer des technologies avancées pour améliorer les performances des avions afin d’en réduire leur impact environnemental. Le projet est axé sur l’étude d’un empennage innovant d’Airbus.
Le but du programme TABASCO
Pour une meilleure efficacité dans la phase de développement de nouvelles structures, le but du programme TABASCO est d’améliorer la précision des essais virtuels pour réduire le nombre de campagnes d’essais et donc réduire les coûts de développement. Ainsi des moyens de métrologie important ont été mis en place afin de collecter un maximum de connaissances sur le comportement des matériaux notamment en :
- Mettant en œuvre de nouvelles méthodologies qui contribuent à la validation des modèles d’essais virtuels par corrélation avec les données expérimentales ;
- Concevant des outils et des montages d’essai innovants pour maximiser la zone instrumentée et mieux identifier les conditions limites de l’essai ;
- Recherchant des solutions d’instrumentation avancées pour améliorer la qualité des résultats, réduire les coûts et les délais pour les futures campagnes d’essais de certification.
Les partenaires et acteurs impliqués
Le projet a été initié par Clean Sky, un partenariat européen entre le secteur public et le secteur privé. Son objectif est de développer un ensemble de technologies nécessaires pour améliorer les performances des avions afin d’en réduire l’impact environnemental. Ce partenariat est le plus ambitieux programme de recherche et de développement lancé en Europe. TABASCO fait partie du programme de recherche Clean Sky 2 qui vise plus précisément au développement d’une industrie aéronautique et d’une chaîne d’approvisionnement fortes et compétitives au niveau mondial en Europe.
Plusieurs acteurs ont été impliqués dans la réalisation des différents essais du projet : Applus Laboratories ainsi que Thiot Ingénierie.
La division laboratoire de Applus a réalisé l’ensemble des essais statiques et de fatigue sur coupons. Ces essais ont permis à Airbus de monter en compétence sur de nouvelles technologies de composites et d’assemblages. Pour ces essais, Applus a dû développer de nouvelles techniques d’instrumentation ainsi que de monitoring en ligne qui ont permis de suivre en direct le déroulement des essais de fatigue à distance.
Suite à cette première phase d’essais sur coupons et éléments de détails, des sous-composants représentatifs d’un empennage ont été réalisés avec les technologies de composites retenus par Airbus. Ce sont ces éléments qui ont été testés dans le laboratoire de Thiot Ingénierie lors d’essais d’impacts aviaires. Plusieurs technologies de composites, dont certains avec des défauts internes maitrisés, ont été étudiés.
Notre contribution dans ce projet
Le travail de Thiot Ingénierie a été d’assurer des conditions d’impact maitrisées (précision de la position et de la vitesse d’impact) et de concevoir des outillages intégrant la métrologie adéquate pour être en mesure de fournir des données cohérentes permettant d’alimenter les simulations numériques.
5 essais d’impact d’oiseau de 8 lbs ont été réalisés à une vitesse de 180 m/s. Les dimensions des pièces étaient d’environ 2000 x 650 x 250 mm.
D’importants moyens de métrologie ont été mis en place pour effectuer ces tests :
- Vingt canaux de jauges de déformation ;
- Quatre capteurs d’efforts dynamiques ;
- Trois caméras haute vitesse pouvant cadencer à 20 000 images par seconde.
Les jauges de déformations ont été réparties de part et d’autre du bord d’attaque ainsi qu’à l’intérieur de la structure de façon à capter la réponse de la structure à l’impact dans les différentes zones.
Les capteurs d’efforts dynamiques permettent de déterminer les efforts transmis par la structure en cours d’impact. Cette donnée est essentielle pour les corrélations expériences/calcul car elle est représentative de l’Energie absorbée par la structure et des efforts transmis par le bord d’attaque dans le reste de la structure de l’avion.
Les caméras rapides quant à elles, permettent d’assurer que l’impact a été réalisé à l’emplacement exact défini dans le cadre de l’étude. Les résolutions élevées des caméras rapides ont permis d’observer différentes zones de la structure à la fois d’un point de vue global ainsi que des comportements locaux.
Les résultats
Les essais réalisés ont montré qu’aucune des technologies de composites retenus par Airbus n’a fait apparaitre de rupture. Les structures, bien que malmenées, restent intègres pendant l’impact. Les éprouvettes réalisées avec des défauts internes ne font pas apparaitre de propagation de fissures visibles. Des contrôles ultrasons sont en cours d’analyse chez Applus afin de déterminer s’il y a des endommagements internes qui ne sont pas visibles post essais. L’ensemble des mesures ont été fournies à Airbus qui travaillent désormais sur la corrélation expérience/calcul de ces 5 essais. À ce stade, les essais réalisés sur ces empennages nouvelle génération ont été très concluants en termes de comportement matériaux et il est fort à parier qu’on retrouvera ce type de technologie sur les structures aéronautiques de demain.
This project has received funding from the Clean Sky 2 European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, under grant agreement No 864940-1.
