Grant: CCI Applied Research and Development Grants

Les matériaux composites, tels que les polymères renforcés de fibres de carbone, sont très utilisés dans le secteur aérospatial pour leur légèreté et leur résistance, mais peuvent contenir de la porosité volumique qui affecte négativement leurs performances. L'inspection non destructive par ultrasons, essentielle pour détecter ce type de défauts, mesure l'atténuation acoustique d’une onde traversant le matériau pour en déduire le taux de porosité. Cependant, la morphologie et la distribution des vides dans le volume de la pièce ne sont actuellement pas prises dans la méthode de mesure, malgré leur impact significatif. Cette approximation entraîne des incertitudes importantes sur l’évaluation du pourcentage de porosité ainsi que des surcoûts en raison, par exemple, du rejet de pièces conformes. Ce projet, mené en collaboration avec Bombardier, a pour objectif d’étudier l’influence de la morphologie et de la distribution volumique des vides sur les incertitudes de mesures acoustiques du taux de porosité dans les composites en fibres de carbone. L’objectif principal est de développer des modèles avancés qui intègrent la porosité, l’atténuation acoustique, les caractéristiques morphologiques et la distribution en profondeur des vides pour une analyse plus précise. Pour atteindre cet objectif, des échantillons présentant différents taux de porosité seront fabriqués au CTA en utilisant deux matériaux structurels spécifiques fournis par le partenaire. Leur atténuation acoustique sera déterminée expérimentalement et leur porosité sera caractérisée avec précision par micro-tomodensitométrie. En complément, des modèles par éléments finis (EF) seront utilisés pour simuler des configurations de porosité non reproduites expérimentalement, enrichissant ainsi les données disponibles et renforçant la robustesse des modèles d’atténuation développés. Ces résultats permettront de produire des courbes de calibration plus précises, tenant compte de la distribution en profondeur et de la morphologie des porosités. Les retombées attendues sont une optimisation des critères de qualité, une réduction des rebuts inutiles et une plus grande fiabilité des inspections. Cette étude contribuera à la production d’avions plus légers, plus économiques et plus respectueux de l'environnement, répondant ainsi aux attentes croissantes en matière de développement durable.