Soutenu par la Commission Européenne, le projet INFUCOMP développe la simulation du procédé d’infusion de pièces composites

Contexte

À ce jour, les pièces composites avancées dans le secteur aéronautique sont fabriquées principalement par un procédé de dépose de bandes pré-imprégnées en raison de la grande rigidité, de la résistance et du comportement en fatigue des résines durcies et des matériaux à teneur en fibres élevée. Néanmoins, les inconvénients de cette technologie sont le coût élevé des matériaux, les contraintes géométriques de mise en forme, la complexité, le coût et le temps de  fabrication, et la durée de vie réduite des matériaux. Par conséquent, des technologies alternatives basées sur le procédé LCM de fibres sèches font leur apparition. En effet, le but à long terme est de développer des technologies d’infusion pouvant concurrencer avec les pièces composites pré-imprégnées. Toutefois, les procédés de fabrication ne sont pas encore entièrement industrialisés et reposent aujourd’hui sur des prototypages coûteux du fait du manque d’outils de simulation validés.

Objectifs du projet

L’objectif scientifique du consortium INFUCOMP est de bâtir une chaîne complète de simulation spécifique à la fabrication de grandes pièces composites pour l’aérospatiale utilisant le procédé d’infusion de résines liquides (Liquid Resin Infusion - LRI) et dédiée aux solutions requises par l’industrie aérospatiale européenne. Cette simulation minimisera le recours aux procédés d’ «essais-erreurs», longs et coûteux et permettra la fabrication de pièces de haute qualité, plus rapidement et à un coût inférieur.

Description de la tâche

L’approche technique utilisée pour la réalisation du projet INFUCOMP a pour but d’obtenir une solution de prototypage virtuel de A à Z, de la conception de la préforme à la fabrication (LRI), et d’optimiser le processus pour prédire les déformations de la pièce finale et ses performances mécaniques. Un intérêt plus poussé sera porté au procédé d’infusion. Ce projet couvrira toutes les méthodes communes de type LRI d’usage répandu, actuellement utilisées dans l’industrie aérospatiale, et débouchera sur des technologies autorisant la fabrication économique de structures composites à hautes performances, intégrées et de grande taille.

Pour permettre d’atteindre ces objectifs, le programme de recherche européen Framework VII soutient financièrement les quatorze partenaires du projet. Le consortium sera dirigé par ESI, de pair avec des partenaires leaders de l’industrie et de la recherche dans les domaines de l’aérospatiale et de l’aéronautique.

L’équipe comprend deux fabricants d’avions : Bombardier Aerospace, Belfast (RU), et Piaggio Aero Industries S.p.A (Italie) ; deux fabricants d’avions et fournisseurs de premier rang : Daher Aerospace (France) et Israël Aerospace Industries (Israël) ; un fabricant de matériaux : Hexcel (France) ; un éditeur de logiciels de simulation numérique : ESI Group (France) ; un spécialiste des capteurs pour l’infusion  : INASCO (Grèce) ; des partenaires académiques telle l’Université de Cranfield (Royaume-Uni), l’Ecole des Mines de Douai et Saint-Etienne (France), Katholieke Universiteit Leuven (Belgique) ; et deux instituts :  ‘Institute For Aircraft Design’ (IFB, Allemagne) et SWEREA SICOMP (Suède). ESI GmbH, filiale allemande d’ESI, coordonne le consortium.

La solution complète de simulation développée au cours du consortium INFUCOMP s’achèvera avec l’intégration d’un outil logiciel d’estimation des coûts de fabrication fourni par l’Université de Patras.

Résultats attendus

Le processus LRI, en particulier pour les structures de grandes dimensions, n’est pas encore bien maîtrisé et des outils de simulation validés sont une nécessité pour industrialiser cette technologie comme il convient. Le projet INFUCOMP va contribuer positivement à un usage plus répandu des composites textiles dans le secteur aéronautique, à une réduction des coûts, à une amélioration des performances, à une augmentation des charges utiles et à une réduction des émissions de carburant. Bien que la recherche projetée porte sur les applications aérospatiales, il est attendu à ce que les résultats soient adaptés à d’autres secteurs.

« Le projet INFUCOMP est un élément essentiel d’un ensemble de solutions pour le développement de matériaux composites intégrés, et représente une opportunité unique de faire évoluer la simulation dans le domaine des matériaux composites et de développer de nouveaux outils en collaboration avec des partenaires leaders de la recherche et de l’industrie aérospatiale », a déclaré le Dr. Anthony Pickett, directeur scientifique d’ESI GmbH.

Coordinateur : ESI GmbH
Mergenthalerallee 15-21
65760 Eschborn
ALLEMAGNE
Tél. : +49 (0)61 96 9583 0
Fax : +49 (0) 61 95 8311 1
E-mail : Anthony.Pickett [at] esi-group.com'; // --> //-->