Dans la course à l’allègement des pièces aéronautiques, le projet INTREPID (INnovatives TheRmoplastics matErials & Processes for Ingenious Designs) marque une étape décisive. Lancé début 2024 pour une durée de 42 mois, ce projet s’attaque à un défi de taille : repenser la fabrication des composites en hybridant des technologies de pointe.

Le matériau au cœur de l’innovation: Les Composites Thermoplastiques Haute Performance

Depuis plus de 10 ans, l’IRT Saint Exupéry mise sur les résines thermoplastiques (type PEKK, PEEK, LMPAEK…), renforcées fibres de carbone, pour produire des matériaux pour applications haute performance. Ces matériaux présentent des avantages majeurs pour les secteurs de l’aéronautique et du spatial : ils sont recyclables, soudables et permettent des cadences de production bien plus élevées.

L’enjeu scientifique est ici de maîtriser la consolidation « in-situ ». L’objectif ? Obtenir une pièce utilisable directement en sortie de fabrication, sans avoir à passer par de longs et coûteux cycles de consolidation.

Une approche hybride inédite : AFP et Impression 3D

La véritable rupture technologique portée par le projet INTREPID réside dans l’hybridation des procédés. Le projet explore la synergie entre deux méthodes de fabrication automatisées :

• L’AFP (Automated Fiber Placement) : une tête robotisée dépose des rubans de préimpregné unidirectionnel (de 1 à 6,35mm.)
• L’Impression 3D (FGF) : la fabrication additive permet de créer des formes géométriques complexes.

En combinant ces deux technologies, les partenaires du projet (Airbus Atlantic, Liebherr, Coriolis Composites, Omega Système, l’IRT Saint Exupéry et l’Université de Bristol cherchent à développer le couple matériau-procédés pour adresser des pièces multifonctionnelles où la structure principale (AFP) est enrichie de fonctions locales complexes (3D et micro-AFP).

Des avancées concrètes : entre simulation et essais réels.

Une part importante du travail actuel repose sur la validation des outils industriels, notamment le moyen Cpico hébergé à l’Institut Clément Ader, qui a passé avec succès ses tests de mise en service.

Les premières étapes de recherche ont permis de :

• Caractériser les matériaux : comprendre comment les résines se comportent sous la chaleur et la pression pour alimenter des modèles numériques de prédiction.
• Utiliser l’Intelligence Artificielle : l’IA est mobilisée pour définir les paramètres optimaux de dépose afin de garantir une adhésion optimum entre les couches.
• Réaliser des éprouvettes : des premiers tests physiques ont validé la capacité des robots à alterner entre les modes de dépose et d’impression, confirmant la viabilité de cette « hybridation matricielle ».

Alors que le projet entre dans sa phase de réalisation de démonstrateurs technologiques, les premiers résultats confirment que l’alliance du numérique (simulation/IA) et du robotique (AFP/3D) est la clé pour le développement de nouveaux procédés à destination des usines du futur.