Avatar 2 veut faire rentrer l'infusion composites dans l'aéro en réalisant une porte d'avion en une seule étape

« Nous voulons passer de la production d’une porte d’avion nécessitant l’assemblage de 70 pièces métalliques à la fabrication en une seule étape d’une structure en composites. On frôle la science-fiction ! », lance Sylvain Corveleyn, ingénieur R&D responsable d’Avatar 2 pour Potez Aéronautique, fabricant de sous-ensembles de grandes dimensions. Le ton est donné. 

Dans le cadre de ce projet, le consortium Avatar 2, qui rassemble acteurs académiques, centres techniques et industriels, se projette dans un futur où l’accès au jumeau numérique des procédés composites aéronautiques permettra des productions à forte cadence et une garantie de la conformité des pièces. Pour fabriquer une porte d’avion, c’est l’infusion composites (LRI, liquid resin infusion) qui a été retenue. Ce procédé, qui consiste à imprégner une résine liquide à travers l’épaisseur d’une préforme sèche mise sous vide, est intéressant pour les pièces en composites complexes ou de grandes dimensions. Il est couramment utilisé dans le nautisme ou les énergies renouvelables, notamment pour la fabrication des éoliennes. Mais la moindre fluctuation dans l’imprégnation des tissus secs par la résine pouvant entraîner des déviations qualité, ce procédé n’a pas encore pénétré l’aéronautique. 

Suivre en détail l'écoulement de la résine

Le projet Avatar 2 veut changer la donne. « À partir d’un outillage LRI conçu spécialement par le fabricant Loiretech pour intégrer une interface homme-machine, nous allons installer des capteurs sur l’outillage et les préformes textiles de manière à suivre en détail l’écoulement de la résine et fournir une aide à la décision sur la conformité de la pièce infusée via le jumeau numérique de la pièce en cours de fabrication », explique Cyran Le Guennec, responsable projet et pôle numérique chez ComposiTIC. « L’idée finale serait d’aller sur du pilotage automatique avec un cerveau central qui adapte les paramètres du procédé pour que la pièce soit conforme en sortie », anticipe Sylvain Corveleyn. Un second volet du projet est dédié à un autre procédé déjà bien ancré dans l’industrie aéronautique : le placement automatisé de fibres (AFP). Un bras robotisé AFP vient déposer automatiquement plusieurs couches de fibres sur un moule, et à l’heure actuelle, chaque couche est inspectée manuellement par un opérateur pour vérifier que l’écart entre les fibres est respecté. 

L’inspection représente près de 30 % du temps de production d’une pièce en AFP. Dans le cadre du projet Avatar 2, les partenaires ont engagé une réflexion sur son automatisation. « L’idée est d’intégrer à la tête AFP un système d’inspection pour regarder comment la fibre se dépose, explique Yvan Hardy, directeur technique chez Coriolis Composites. Les vitesses de dépose avoisinent 1 m/s. Capturer des images et les analyser pour repérer des défauts à cette vitesse, ce n’est pas simple. » Là encore, la modélisation du procédé grâce au jumeau numérique aidera à prédire ce qu’il se passe à chaque dépôt de fibres.