Des composites pour diminuer la masse et augmenter la température d’utilisation
Matériaux extrêmes pour applications bien ciblées
Les composites à matrice céramique (CMC) ont de l’avenir dans les applications à haute température : moteurs aéronautiques (turbomachines), structures échauffées par la vitesse, alors que les composites à matrice organique (CMO) sont couramment utilisés pour les structures (ailes, fuselage,…).
Pour les arrière-corps de moteurs, l’ONERA développe des CMC oxyde-oxyde, en partenariat avec une PME. Ils sont moins lourds, ils tiennent mieux la température que le titane habituellement utilisé (1200°C vs 650°C) et coûtent aussi beaucoup moins cher à fabriquer.
Autre matériau à bas coût, une céramique issue de polymères, conçue pour MBDA, destinée à des ogives de missiles hyper-véloces (Mach > 5) et capable de résister quelques minutes à une température de 1200°C.
Enfin, l’ONERA développe des composites « eutectiques » pour la fabrication d’aubes de turbines sans canaux de refroidissement. Ils ont de très bonnes propriétés mécaniques et sont capables de supporter des températures de 1600 °C. C’est là un défi R&T à plus long terme.
Haute température, très solides… et transparents !
L’ONERA développe des céramiques très transparentes aux excellentes propriétés thermomécaniques, à partir de poudres d’alumine (Al2O3) et de spinelle (MgAl2O4) compressées à chaud (pour densifier le matériau et réduire la porosité au maximum).
Les applications de défense vont des fenêtres pour missiles transparentes à la lumière visible et infrarouge, aux vitrages blindés (pour hélicoptère de combat, par exemple). Ces céramiques transparentes offrent, avec une épaisseur trois fois moindre, un blindage équivalent à un vitrage pare-balle classique.
L’ONERA produit également des cristaux pour des lasers infrarouges accordables (OPO) utilisés pour des applications de contre-mesure, très sollicitées thermiquement et mécaniquement.
L’ONERA est le seul en Europe à savoir fabriquer ce matériau stratégique.