spacer

spacer
Coordonnées >>
spacer

spacer
Toute l'actualité :
spacer
Royaume-Uni >>
spacer
Monde >>
spacer
Tous les rapports :
spacer
Royaume-Uni >>
spacer
Monde >>
spacer

spacer

spacer
Tous les flux rss >>
spacer

spacer

spacer

BE Royaume-Uni 111  >>  19/09/2011

>> Sommaire

spacer

Sciences de l'ingénieur
Un avion "imprimé"

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67708.htm

Mode d'emploi : concevoir sur ordinateur, lancer l'impression, assembler en dix minutes sans aucun outil et faire décoller. Cet avion sans pilote (ou drone), de 2 m d'envergure, peut voler quasi silencieusement pendant une demi-heure avec une vitesse maximale de près de 160 km/h. Bien entendu, ce qui retient l'attention, ce ne sont pas ses capacités, sommes toutes assez basiques, mais sa fabrication : il est imprimé !


Southampton University Laser Stintered Aircraft
Crédits : Southampton University

En effet, l'ensemble de la structure de cet avion baptisé SULSA (Southampton University Laser Sintered Aircraft - Avion de l'Université de Southampton fritté au Laser) et développé par le laboratoire de recherche sur le design et l'ingénierie informatique de l'Université de Southampton, a été imprimé couche par couche sur une imprimante EOS EOSINT P730. La cellule, les ailes, les surfaces de contrôle (gouvernes, volets) et les divers panneaux d'accès ont, en effet, été réalisés en utilisant la méthode dite de frittage laser.

Frittage laser

Cette technique consiste à densifier localement (échauffer à la limite de la fusion) sous l'action d'un rayon laser de forte puissance, des micro-billes de matière (dans le cas présent du nylon, mais cela peut être aussi du métal ou divers types de polymères) de manière à les agglomérer jusqu'à les souder entre elles. En répétant l'opération couche après couche, on obtient progressivement l'impression en trois dimensions de la forme désirée. Cette technique permet de réaliser des pièces de formes et de structures complexes dont la fabrication selon des méthodes plus classiques (fonderie, emboutissage, usinage...) serait coûteuse et compliquée. Si la technique de frittage est relativement répandue pour la fabrication de pièces en céramique et en particulier dans le cadre du prototypage de pièces mécaniques, cette application à la construction d'un avion est assez singulière.

Une méthode de fabrication flexible

Grâce à cette méthode du frittage laser, les ingénieurs de l'Université de Southampton ont pu développer un procédé de fabrication intégré qui va de la conception informatisée de l'avion à son envol, en passant par son impression et son assemblage simplifié reposant uniquement sur un système d'emboîtage. L'ensemble de ce processus ne prend que quelques jours au lieu des plusieurs mois nécessaires s'il avait été construit selon des techniques classiques, par exemple en utilisant des matériaux composites.

Cette méthode leur permet de développer extrêmement rapidement un avion entièrement conçu sur mesure et donc de pouvoir l'adapter très facilement et très précisément à n'importe quel environnement ou mission. En effet, la flexibilité apportée par l'utilisation de l'imprimante (il n'est pas nécessaire de développer des outils spécifiques pour chaque nouveau design d'avion), autorise de pouvoir changer radicalement la forme ou la taille de l'avion sans coûts supplémentaires. Il suffit simplement de disposer de plateformes électronique et informatique supportant l'avionique embarquée suffisamment standardisée pour s'adapter aux différentes configurations retenues.

De plus, l'utilisation de cette technique a permis aux ingénieurs d'intégrer dans la cellule de l'avion des éléments de structure de forme géodésique. Ce type de structure, qui avait été développé dans les années 1930 par des ingénieurs britanniques et utilisée pour la série de bombardiers Vickers Wellington, présente une importante rigidité alliée à une très grande légèreté, ce qui en fait un choix idéal pour l'aéronautique. Malheureusement, ces formes (constituées d'une succession de polygones, pensez aux dômes tels que les géodes) sont particulièrement complexes à fabriquer et nécessitent l'utilisation d'un grand nombre de composants construits séparément, ce qui, par des moyens de fabrication classique, est extrêmement coûteux en temps comme en argent. Au contraire, la flexibilité associée à l'impression couche par couche permet de s'affranchir de cette difficulté en fabricant la cellule d'un seul tenant.

Un autre avantage de l'utilisation du frittage laser est la possibilité de fabriquer les ailes de SULSA de forme elliptique. Cette forme particulière des ailes est très appréciée par les aérodynamiciens pour ses bénéfices en termes de réduction de la traînée. Le Spitfire avait d'ailleurs été conçu avec de telles ailes, dont les qualités en matière d'efficacité furent largement reconnues, mais dont la fabrication était notoirement complexe et coûteuse. Là encore, la technique employée par l'équipe de l'Université de Southampton justifie l'utilisation des dessins aérodynamiques les plus compliqués sans avoir à se soucier des contraintes de fabrication classique et des coûts importants associés.

Le projet SULSA s'inscrit dans un programme de recherche nommé DECODE (Decision Environments for Complex Designs) financé par le Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC, Conseil pour la Recherche en Ingénierie et Sciences physiques) dont l'objectif est d'utiliser des techniques avancées de fabrication (incluant le frittage laser) dans la conception et la réalisation de drones. Depuis le début des années 1990, l'Université de Southampton a développé une réelle expertise dans le domaine des drones et des véhicules autonomes. Ses ingénieurs et chercheurs ont notamment travaillé, au sein du National Oceanographic Centre attaché à l'université, sur un programme de sous-marins autonomes (Autosub). La rentrée de septembre de cette année verra aussi le lancement du premier programme d'enseignement britannique de niveau maîtrise spécifiquement dédié à l'étude de la conception, la fabrication et l'utilisation des véhicules robotisés sans pilotes (Master's Degree in unmanned autonomous vehicle design).

Vers une démocratisation des drones faits sur mesures?

Les véhicules robotisés sans pilote sont appelés à jouer un rôle croissant dans la conduite d'un large éventail de missions au sein d'environnements dangereux à étudier ou lorsque le recours à des véhicules pilotés serait trop coûteux (exploration sous la glace, travaux au sein d'environnements contaminés, champs de bataille, surveillance...). Par ailleurs, la NASA estime que l'usage de tels engins (incluant les drones) deviendra également très répandu dans des domaines comme l'agriculture, l'observation de la terre ou du climat.

La méthode de fabrication rapide et extrêmement flexible développée par l'Université de Southampton ouvre de nouvelles perspectives. La technique du frittage laser associée à un procédé informatisé entièrement intégré de la conception à la fabrication, permet en effet de construire en quelques jours un avion dont le dessin sur mesure peut être parfaitement adapté à une mission donnée, ce qui va exactement dans le sens de la démocratisation de l'utilisation des drones attendue. De plus, la fabrication couche par couche et en un seul tenant de la structure de l'avion permet d'intégrer des éléments d'aérodynamisme ou de design qui seraient trop coûteux ou complexes à réaliser selon des méthodes de fabrication classiques, mais qui apportent des gains non négligeables de légèreté, d'efficacité en vol et donc de sobriété énergétique. Cependant, la technique du frittage laser limite pour le moment la taille des avions réalisables selon cette méthode.

spacer
>> Suivant
spacer
<< Précédent
spacer

spacer
Partager cette page :

spacer
Version imprimable >>
spacer
Transmettre cette info par email >>
spacer
Recommander ce site à un collègue / ami >>
spacer

spacer
S'abonner au
BE Royaume-Uni
 >>
spacer

spacer
FAQ / foire aux questions >>
spacer
Conditions d'utilisation >>

spacer

spacer

Code brève
ADIT :
67708

Sources :

- The Engineer - 29/07/11 - http://bit.ly/qHO6lq
- Université de Southampton - 28/07/11 - http://www.southampton.ac.uk/mediacentre/news/2011/jul/11_75.shtml
- Projet DECODE - http://www.soton.ac.uk/~decode/index_files/Page804.htm

Rédacteurs :

Olivier Gloaguen

spacer

spacer

Origine :

BE Royaume-Uni numéro 111 (19/09/2011) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67708.htm
spacer


[  Plan du site  |  Données personnelles & politique de confidentialité  |  Limites de responsabilité  |  FAQ  |  Contacts  ]

[  Page d'accueil  |  Découvrir  |  Consulter  |  Recevoir  |  Rechercher  |  Utiliser  |  S'exprimer  ]

bulletins-electroniques.com tous droits réservés   -   votre contact : François Moille

 

4444444001 999920111019 3333333023 1010101012 1010101011 1010101001 1111111019 55555550092011 6666666026 7777777001