Les constructeurs aéronautiques parrainent la recherche, car ils ont besoin de données sur les contraintes pour améliorer les modèles informatiques de la durée de vie de leurs pièces.
L'augmentation de la durée de vie utile des pièces d'avion peut réduire les coûts de maintenance, ce qui peut être important si l'on considère que toute modification apportée à un avion doit être soigneusement contrôlée pour garantir aux autorités de réglementation la sécurité des passagers. C'est pourquoi les grands constructeurs aéronautiques parrainent des recherches dans les universités afin de mieux comprendre les matériaux, ce qui peut aider l'industrie à développer des pièces ayant une durée de vie plus longue.
L'un de ces fabricants a parrainé une équipe de recherche dirigée par le professeur Michael Fitzpatrick de l'Université de Coventry, au Royaume-Uni. Cette équipe a examiné l'efficacité des traitements de surface utilisés pour augmenter la durée de vie de pièces telles que la peau en aluminium des ailes et des fuselages d'avions. L'équipe voulait également voir si un modèle informatique pouvait prédire comment ces traitements de surface créeraient des contraintes dans les échantillons d'aluminium, car ces contraintes affectent la durée de vie en fatigue d'une pièce (c'est-à-dire la durée pendant laquelle une pièce peut résister à des pressions variables au cours de nombreux vols).
« L'une des principales raisons pour lesquelles je suis venu au CNBC est que je pouvais y obtenir du temps sur une ligne de faisceau plus rapidement que dans n'importe quelle autre installation de diffraction dans le monde. »
Parce qu'il est crucial d'obtenir des mesures précises des contraintes, Stefano Coratella, étudiant diplômé de l'équipe du professeur Fitzpatrick a eu accès à plusieurs grandes installations de faisceaux de neutrons et de rayons X dans le monde entier afin de recueillir des données pour différentes parties de la recherche. Coratella s'est adressé au Centre canadien de faisceaux de neutrons pour examiner comment la combinaison de deux traitements de surface différents, le grenaillage de précontrainte et le grenaillage de précontrainte au laser, affecterait les contraintes. Utilisés individuellement, ces traitements introduisent une contrainte « compressive » qui contribue à prolonger la durée de vie du matériau. Ce dernier traitement est une technique plus récente qui a été utilisée avec succès pour améliorer la durée de vie des compresseurs et des pales de ventilateur des turbines à gaz.
Le constructeur aéronautique qui a financé la recherche souhaitait savoir si l'application des deux méthodes pouvait renforcer les effets positifs de chacune d'entre elles.
« L'une des principales raisons pour lesquelles je suis venu au CNBC est que je pouvais y obtenir du temps sur une ligne de faisceau plus rapidement que dans n'importe quelle autre installation de diffraction dans le monde », a déclaré M. Coratella. À l'aide d'échantillons fournis par le constructeur aéronautique, M. Coratella a pu utiliser les données sur les contraintes recueillies au CNBC pour démontrer que le modèle informatique était plus efficace pour prédire les contraintes induites par le grenaillage de précontrainte au laser d'un échantillon d'aluminium que pour prédire les contraintes induites par le grenaillage de précontrainte appliqué après le grenaillage de précontrainte au laser. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les raisons de ce phénomène et pour améliorer le modèle informatique.
Cet article de recherche a été republié avec l’autorisation de l’Institut canadien de diffusion des neutrons.
