DUrabilité des Structures aéronautiques en alliage de TItane – DUSTI

FRANCE TITANE

Cette journée aura pour objectif de présenter les résultats du projet DUSTI mené par les industriels AIRBUS, LIERBHERR et les académiques l'Institut Jean LAMOUR,  l’Institut P’ et le CIRIMAT.
Résumé du projet
Afin de satisfaire aux exigences de performances économiques et écologiques des compagnies aériennes et de la société civile en général, les motoristes proposent de recourir à des moteurs plus performants présentant des taux de dilution plus importants. Ceci impacte directement le mât porte réacteur. En effet, accroître, le taux de dilution implique que le diamètre extérieur de la nacelle s’accroît, réduisant ainsi l’espace entre le moteur et l’aile. Le design des mâts fabriqués par l’usine d’Airbus à St Éloi évoluent donc vers une plus grande compacité et donc potentiellement vers de plus hautes températures vues en service qui posent la question du maintien de l’alliage TA6V face aux problématiques d’oxydation, de vieillissement et de tenue mécanique en température. D’autre part, la volonté d’allégement « d’anciens » et de futurs mâts par le remplacement de pièces aujourd’hui en alliage de Nickel, dont la densité est double, conduit Airbus à s’intéresser aux alliages de titane présentant de bonnes caractéristiques mécaniques à l’ambiante mais aussi en température (bonnes caractéristiques intrinsèques et stabilité thermique). 
Les mêmes enjeux de masse et d’augmentation des températures de fonctionnement dus aux performances accrues des moteurs sont rencontrés par les matériaux utilisés dans les systèmes d’air produits par Liebherr. En effet, ces systèmes d’air aéronautiques permettent de conditionner l’air prélevé au niveau des étages compresseurs des moteurs pour l’amener à des niveaux de pression et de température confortables pour les passagers. Ainsi l’utilisation de matériaux légers offrant des tenues en température « élevées » devient indispensable. Les alliages de titane semblent être les meilleurs candidats pour ces applications de la part leur faible densité et leur tenue en température.  Le propos du projet collaboratif DUSTI est, en amont, de mieux comprendre les phénomènes métallurgiques qui interviennent dans les différents alliages étudiés (TA6V, Ti17, Ti6242) liés à l’environnement et aux sollicitations de service :  - oxydation et lien avec les propriétés de fatigue,  - mécanismes métallurgiques de vieillissement des alliages de titane et modifications induites des cinétiques d’oxydation et des caractéristiques mécaniques,  - modes d’endommagement des alliages de titane aux températures d’emploi,  - comportement en propagation de fissure en fatigue des alliages de titane à haute température, en lien avec l’environnement.  En effet, ces mécanismes sont susceptibles de nuire à l’intégrité des structures et composants aéronautiques titane, car ils entrainent une modification des propriétés de dimensionnement.  Ce projet fait donc intervenir aux côtés des utilisateurs finaux, les spécialistes de la mise en œuvre et de la métallurgie des alliages de titane, des mécanismes d’oxydation et des mécanismes d’endommagement en environnement sévère.
AIRBUS, LIERBHERR joignent ainsi leurs efforts à ceux de l’Institut Jean LAMOUR, de l’Institut P’ et du CIRIMAT.

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