Sécurité. Fiabilité. Efficacité. Telles sont les exigences fondamentales auxquelles doit répondre toute flotte aérienne commerciale en service aujourd’hui à travers le monde. La réalisation de ces objectifs repose en grande partie sur les services de maintenance, de réparation et de révision (MRO), qui garantissent que les avions restent dans un état optimal.
Les traitements de surface avancés jouent un rôle de plus en plus important dans les stratégies modernes de maintenance, de réparation et de révision (MRO). Les technologies telles que la projection thermique par oxycombustible à haute vitesse (HVOF), en particulier, permettent d'assurer à la fois la solidité des composants et une résistance élevée à l'usure et à la corrosion, afin de répondre aux exigences de conception.
De plus, lorsque les traitements de surface de pointe sont réalisés localement par des prestataires spécialisés, cela permet de réduire les délais d'exécution et d'éliminer les coûts liés au transport sur de longues distances, ce qui contribue en fin de compte à la réalisation des objectifs de développement durable.
Réparer plutôt que remplacer les pièces d'avion
Voyons donc ces stratégies en action, en nous intéressant plus particulièrement à la manière dont les technologies de surface de pointe prolongent la durée de vie des composants critiques du superjumbo A380. Cet avion de 575 tonnes est le géant incontesté des cieux, capable de transporter entre 500 et 850 passagers à mi-chemin autour du monde.
Le train d’atterrissage de l’A380 est essentiel à la sécurité de ses performances. Fabriqué à partir d’acier à haute résistance, d’aluminium et de titane, il s’agit d’un ensemble de haute technologie qui allie une résistance exceptionnelle à la légèreté indispensable à la conception des avions modernes. Conçu comme un système à bogies multiples comprenant à la fois des ensembles à quatre et à six roues, le train d'atterrissage repose sur l'interaction précise de nombreux systèmes mécaniques et hydrauliques, notamment le piston de l'amortisseur, le raccord principal (cylindre extérieur), les poutres de bogie et les éléments coulissants du mécanisme de rétraction.
Des dizaines de composants cylindriques provenant de l'ensemble du train d'atterrissage de l'A380 nécessitent le renouvellement de leur revêtement en carbure de tungstène afin de garantir leur durabilité et de limiter l'usure. Le processus lui-même est hautement spécialisé et comprend le décapage, l'inspection, la préparation de surface, l'application robotisée du revêtement par HVOF et un post-traitement de précision, toutes ces étapes étant réalisées conformément à des spécifications aérospatiales rigoureuses.
Projection thermique HVOF sur l'A380
Le processus débute lorsque les pièces usées sont réceptionnées par des fabricants, tels que Bodycote, par exemple. Le revêtement en carbure de tungstène dégradé est éliminé à l'aide d'un procédé de décapage électrochimique contrôlé, dans lequel les pièces sont immergées dans une solution sous l'effet d'un courant qui attaque la phase liante métallique au sein du revêtement, ce qui permet de l'éliminer en toute sécurité sans endommager le matériau de base.
D'autres contrôles par non-destructeurs sont ensuite effectués sur le matériau de base afin de s'assurer qu'il ne présente aucun dommage dû à la chaleur. Un dégraissage est ensuite réalisé pour préparer l'application du nouveau revêtement en tungstène résistant à l'usure, puis un sablage rend la surface rugueuse avant la pose du nouveau revêtement.
Le matériau de revêtement HVOF est chauffé et propulsé à une vitesse supersonique par un flux de gaz vers la surface d’un composant afin d’obtenir de meilleures propriétés. Dans le procédé de revêtement au carbure de tungstène, le flux de gaz est produit en mélangeant et en enflammant de l’oxygène et un combustible (gaz ou liquide) dans une chambre de combustion, puis en laissant le gaz à haute pression s’accélérer à travers une buse. Une poudre est introduite dans ce flux, où elle est chauffée et accélérée vers la surface d’un composant. La projection est un procédé entièrement automatisé utilisant un robot programmable, les pièces étant montées sur des gabarits sur mesure et mises en rotation dans une chambre hermétique.
Le pistolet effectue plusieurs passages sur la zone à revêtir, ce qui permet d'appliquer la projection thermique sous forme de fines lamelles qui se chevauchent, de manière très contrôlée, afin de former progressivement le revêtement en carbure de tungstène.
Le processus dure entre une et six heures, selon la taille des pièces. Certaines pièces de l'A380, dont la taille varie, tiennent dans la main, tandis que d'autres mesurent plusieurs mètres de long. Les lots traités dans le cadre de la maintenance, de la réparation et de la révision (MRO) sont relativement petits ; le rythme de production de l'A380 correspond généralement à un train d'atterrissage par mois.
Le revêtement est appliqué en une épaisseur suffisante pour permettre l'usinage de finition, puis meulé afin de respecter la tolérance et l'état de surface requis. Un polissage à la bande diamantée est ensuite effectué pour obtenir la finition souhaitée. Enfin, un contrôle non destructif (CND) est réalisé afin de détecter d'éventuels défauts de surface, tels que de minuscules fissures ou des trous. Les pièces de l'A380 sont ensuite restituées au spécialiste MRO pour être remontées et repeintes, entièrement remises à neuf en termes de solidité et de haute résistance à l'usure et à la corrosion.
Les avantages de l'externalisation des services
Il est de plus en plus admis que ces procédés hautement spécialisés, tels que la projection thermique, sont mieux pris en charge dans le cadre d’une externalisation. La mise en place d’une capacité HVOF nécessite des investissements importants, tant en équipements qu’en expertise. Les connaissances en ingénierie et la maîtrise des procédés sont essentielles pour respecter les tolérances strictes et réaliser les revêtements sélectifs requis pour les applications liées aux trains d’atterrissage. Les prestataires spécialisés disposent généralement d’un meilleur accès à des compétences internes, ce qui fait de l’externalisation une option plus efficace et moins coûteuse pour de nombreux prestataires de maintenance, de réparation et de révision (MRO).
Ces opérations de finition de surface doivent également être réalisées le plus rapidement possible afin de réduire au minimum les temps d'immobilisation des avions. Les exploitants d'aéronefs sont soumis à une forte pression pour rationaliser leurs chaînes d'approvisionnement et réduire les délais d'exécution, et ne souhaitent pas avoir à transporter des pièces sur de longues distances, parfois à l'étranger, dans le cadre de leurs stratégies de maintenance, de réparation et de révision (MRO).
Les exploitants de flottes cherchent donc de plus en plus à collaborer avec des entreprises spécialisées dans le traitement de surface capables d'offrir un service à la fois mondial et local. Cela signifie que les pièces peuvent être réparées au niveau régional, sans délai. Bodycote, par exemple, exploite 50 sites accrédités par le Programme national d'accréditation des sous-traitants de l'aérospatiale et de la défense (NADCAP) à travers le monde, garantissant ainsi qu'une solution locale est toujours disponible.
Quel avenir pour la projection thermique ?
Enfin, les réglementations environnementales pourraient également entraîner un recours accru à la projection thermique, à mesure que le secteur aérospatial accélère la transition vers des procédés plus sûrs et plus durables. Par exemple, le chrome hexavalent, également appelé chrome (VI), a été largement utilisé dans de nombreux secteurs industriels en raison de sa résistance exceptionnelle à la corrosion et de sa durabilité. Cependant, sa toxicité présente des risques importants pour la santé humaine et l'environnement.
Pour répondre à ces préoccupations, le carbure de tungstène appliqué par HVOF s'est imposé comme une alternative conforme au règlement REACH (enregistrement, évaluation, autorisation et restriction des substances chimiques), offrant des performances qui dépassent les exigences des clients tout en minimisant les impacts environnementaux. En adoptant la technologie HVOF, les entreprises peuvent se conformer à la réglementation REACH et favoriser un environnement de travail plus sûr. Cette évolution s'inscrit dans le cadre des objectifs plus larges de l'industrie en matière de développement durable et d'utilisation responsable des matériaux.
Soutenir la prochaine génération de services de maintenance, de réparation et de révision (MRO) dans le secteur aérospatial
La maintenance, la réparation et la révision (MRO) dans le secteur aérospatial repose autant sur une remise en état efficace que sur le remplacement, offrant ainsi une seconde vie aux pièces essentielles au vol. Pour les composants de grande valeur, des technologies de traitement de surface avancées telles que le HVOF peuvent contribuer à prolonger la durée de vie en service, à réduire la complexité logistique et à favoriser des stratégies de maintenance plus durables.
À mesure que les applications s'étendent au-delà des trains d'atterrissage pour concerner d'autres systèmes aéronautiques, les prestataires tels qu'Bodycote , qui disposent d'une expertise approfondie des processus et d'une capacité à la fois mondiale et locale, seront bien placés pour accompagner la prochaine génération de services de maintenance, de réparation et de révision (MRO) dans le secteur aérospatial.
Au final, les prestataires de services MRO peuvent se développer en toute confiance, garantissant ainsi des flottes d'avions sûres, fiables et efficaces, prêtes à prendre leur envol.