Voyager à des vitesses hypersoniques impose des contraintes que peu de matériaux peuvent supporter. Les composites à matrice céramique (CMC) font partie des rares exceptions : résistance thermique remarquable et légèreté supérieure aux superalliages à base de nickel. Leur processus de fabrication doit toutefois être amélioré pour que l'industrie puisse en tirer pleinement profit. Les professeurs Lucas Hof, Giuseppe Di Labbio et Vincent Demers, de l'École de technologie supérieure (ÉTS), s'attaqueront à ce défi en collaboration avec leurs collègues de Polytechnique Montréal et du Centre technologique en aérospatiale.
Un financement majeur pour une technologie de pointe
Grâce à un financement de près d'un million de dollars du gouvernement fédéral versé dans le cadre du programme IDEeS , l'équipe étudiera les possibilités de fabrication des CMC pour les futurs aéronefs, notamment par le micro-usinage mécano-thermochimique.
Des matériaux indispensables, mais difficiles à usiner
Privilégiés pour les turbomoteurs et les véhicules à grande vitesse, les CMC résistent aux températures extrêmes tout en étant légers. Leur fabrication reste néanmoins complexe : certaines pièces exposées à de fortes chaleurs doivent être perforées et fissurées avec une précision extrême sur des matériaux durs et hétérogènes, ce qui rend indispensable le développement de nouvelles méthodes de production.
Un procédé hybride
Les professeurs Hof, Demers et Di Labbio s'efforceront d'établir une chaîne robuste de procédés de fabrication et de mettre au point une technologie innovante de micro-usinage mécano-thermochimique. Leur projet phare est le procédé hybride SACE – pour Spark Assisted Chemical Engraving ou gravure chimique assistée par étincelle –, qui combine électrochimie, micromécanique et contrôle de précision pour créer des microstructures complexes d'une qualité inégalée sur des matériaux difficiles à fabriquer par les méthodes actuelles.
Des expertises complémentaires au service de l'innovation
Le professeur Hof développe depuis plusieurs années une plateforme d'usinage pour matériaux durs qui a suscité l'intérêt de l'industrie. Les professeurs Demers et Di Labbio apporteront leurs expertises complémentaires en impression 3D de matériaux avancés et en aérothermie expérimentale pour accélérer le développement de ces nouvelles méthodes.
Former la relève et renforcer l'écosystème canadien
Des étudiantes et étudiants des cycles supérieurs participeront aux travaux et développeront des compétences de pointe dans ce secteur stratégique. En facilitant le transfert de technologie entre universités, centres collégiaux et industrie, le projet renforcera la compétitivité du secteur aérospatial canadien. Il pourrait aussi positionner le Canada comme un chef de file mondial en matière de CMC, dans un domaine où le Japon, les États-Unis, la France et l'Allemagne ont déjà pris de l'avance.