FR2939762A1

FR2939762A1 - Piece d'aeronef en materiau composite a protection contre les effets de la foudre en aluminium.

Info

Publication number: FR2939762A1
Application number: FR0858579A
Authority: FR
Inventors: Martine Villatte; Stephane Suel
Original assignee: European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-18
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: FR2939762B1; WO2010069922A1

Abstract

L'invention concerne une pièce de structure d'aéronef formée d'une partie structurale en matériau composite à base de fibres de carbone, qui comporte sur une face de cette partie structurale, au moins sur un côté de la pièce susceptible d'être soumis à des impacts de foudre, un réseau d'éléments électriquement conducteurs. Ces éléments sont en contact direct avec la partie structurale en matériau composite de la pièce, sur sensiblement toute leur surface. Ils sont formés en aluminium ou en alliage d'aluminium et ils présentent en surface une couche de protection anticorrosion, résultant d'un traitement de surface par une étape anodisation suivie d'au moins une, de préférence deux, étapes de colmatage.

Description

La présente invention entre dans le domaine des pièces d'aéronefs réalisées avec des matériaux composites, et plus particulièrement de telles pièces incluant des moyens de protection contre les effets des impacts de foudre, sous la forme d'un réseau d'éléments électriquement conducteurs.

L'invention concerne plus particulièrement les pièces réalisées en matériau composite à base de fibres de carbone. L'utilisation des matériaux composites est de nos jours largement répandue dans de nombreux domaines industriels, en particulier dans la construction aéronautique, du fait notamment du gain de masse que ces matériaux permettent d'obtenir par rapport à des matériaux conventionnels, à propriétés mécaniques équivalentes, et de la possibilité de réaliser au moyen de tels matériaux des pièces de formes complexes. Un matériau composite est défini dans toute la présente description de manière classique, c'est-à-dire comme constitué par l'assemblage de plusieurs composants élémentaires différents liés entre eux, plus particulièrement des fibres mécaniquement résistantes distribuées dans une matrice de résine organique polymère dure. La résine est ici un composé polymère, pouvant être du type thermoplastique ou thermodurcissable, qui joue le rôle d'une colle structurale dans laquelle les fibres sont dispersées de manière plus ou moins organisée. Dans le cadre de l'invention, les fibres sont des fibres de carbone, tissées ou unidirectionnelles. Le matériau composite ainsi formé présente des propriétés mécaniques qui lui sont propres, tout à fait avantageuses en termes de résistance mécanique et de légèreté. Les matériaux composites sont électriquement isolants ou faiblement conducteurs. De ce fait, lorsqu'ils sont mis en oeuvre pour réaliser des pièces de structure d'aéronefs qui sont soumises, lors de l'utilisation de l'appareil, à l'écoulement aérodynamique externe de ce dernier, des charges électriques ont tendance à s'accumuler naturellement à la surface du matériau. En l'absence de précautions particulières, lorsque les différences de potentiel électrique sont localement suffisantes, du fait de la quantité des charges électriques accumulées, ces charges sont évacuées dans l'air ambiant, sous la forme de décharges électriques qui génèrent des perturbations électromagnétiques susceptibles de perturber le fonctionnement des systèmes électroniques de l'aéronef.

De plus, les pièces de structure d'aéronefs en vol sont fréquemment soumises à des impacts de foudre, dont l'énergie est suffisante pour provoquer un endommagement local de la structure. On comprend aisément qu'il est essentiel qu'elles soient protégées contre les effets néfastes de ces impacts. Les matériaux composites présentent intrinsèquement un mauvais comportement en réponse aux impacts de foudre, du fait de leur caractère électriquement isolant ou faiblement conducteur, si bien qu'ils sont incapables d'évacuer le courant associé à la foudre. Ceci engendre un fort risque d'endommagement de la structure au droit de l'impact. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé dans l'art antérieur d'inclure dans les pièces en matériaux composites d'aéronefs, au moins sur un côté de la pièce susceptible d'être soumis à des impacts de foudre, en général sur leur surface disposée à l'extérieur de l'aéronef, une protection métallique contre les effets de la foudre, sous forme d'un réseau d'éléments électriquement conducteurs. Ces éléments métalliques sont reliés entre eux de manière à former un réseau qui couvre toute la surface de la pièce susceptible d'être soumise à des impacts de foudre. Ils sont également reliés entre eux d'une pièce en matériau composite à une autre pièce en matériau composite, ou à une même structure métallique conductrice, de manière à assurer une protection efficace sur toute la structure de l'aéronef. Les éléments métalliques assurent ensemble la dispersion du courant de foudre sur toute la surface de la pièce, ce qui améliore la tenue à la foudre de cette dernière. Pour constituer une telle protection, on utilise fréquemment des grillages en bronze ou en alliage de cuivre. Ceux-ci atteignent généralement une masse surfacique comprise entre 150 et 300 g/m2, qui n'est pas satisfaisante pour des pièces utilisées dans le domaine aéronautique, dans lequel on rencontre de fortes exigences d'optimisation de la masse. Afin de pallier cet inconvénient, le choix des concepteurs s'est tourné vers l'utilisation d'un matériau plus léger pour former le réseau métallique, à savoir l'aluminium. Dans le cadre particulier cependant des matériaux composites à base de carbone, ils se sont heurtés au problème de la corrosion, par un phénomène de couplage galvanique, de l'aluminium en présence des fibres de carbone. La solution proposée en réponse à ce problème a été d'intercaler, entre les éléments en alliage d'aluminium et la surface de la pièce en matériau composite, une couche d'un matériau isolant électrique, dans la plupart des cas un tissu de verre, de manière à éviter tout contact entre le métal et les fibres de carbone. Cette couche isolante pénalise cependant la mise en oeuvre du réseau métallique, et cette solution reste encore insatisfaisante de ce point de vue. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des pièces de structure d'aéronefs en matériau composite à base de carbone existantes, notamment à ceux exposés ci-avant, en proposant une pièce en matériau composite qui soit protégée efficacement contre les effets de la foudre, et qui évite les accumulations de charges électriques à sa surface, avec une pénalité de masse qui est réduite par rapport aux solutions antérieures. Selon l'invention, une pièce de structure d'aéronef formée d'une partie structurale en matériau composite à base de fibres de carbone comporte, sur une face de cette partie structurale, au moins sur un côté de la pièce susceptible d'être soumis à des impacts de foudre, un réseau d'éléments électriquement conducteurs formant protection contre les effets des impacts de foudre. Ces éléments sont formés en aluminium ou en alliage d'aluminium, et ils présentent en surface une couche de protection anticorrosion. Ils sont en contact direct avec la partie structurale en matériau composite, sur sensiblement toute leur surface, c'est-à-dire qu'aucune couche intercalaire, notamment isolante, n'est disposée entre chaque élément et la partie structurale en matériau composite.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la couche de protection formée en surface des éléments est une couche d'hydroxyde d'aluminium, résultant d'un traitement des éléments par une étape d'anodisation suivie d'au moins une étape de colmatage. Dans toute la présente description, on désignera pour plus de commodité, par le terme alliage d'aluminium, tout alliage à base d'aluminium proprement dit, ainsi que l'aluminium lui-même. La couche de protection contre la corrosion, obtenue par un traitement de surface des éléments métalliques, protège avantageusement l'alliage d'aluminium des risques de corrosion au contact du carbone entrant dans la constitution du matériau composite. Il n'est ainsi plus besoin, dans la pièce selon l'invention, contrairement à une solution proposée dans l'art antérieur, d'interposer une couche isolante protectrice entre les éléments du réseau électriquement conducteur et la partie structurale en matériau composite. La pièce incluant ces éléments selon l'invention présente avantageusement une masse bien inférieure à celles de l'art antérieur, grâce aux propriétés intrinsèques de l'aluminium et à l'absence de tout autre matériau intercalaire supplémentaire, pour des performances de conductivité électrique, et donc une efficacité de protection contre les effets des impacts de foudre, au moins équivalentes. La couche de protection anticorrosion est formée sur chaque élément de réseau au moins sur sa surface en contact avec le matériau composite. Pour des raisons pratiques, liées à la mise en oeuvre de procédés de traitement de surface industriels, elle est avantageusement formée sur l'ensemble de la surface de l'élément. La présence de cette couche de corrosion n'augmente avantageusement pas significativement la masse surfacique de l'élément, qui conserve ses propriétés avantageuses en terme de légèreté. L'invention s'applique avantageusement à tous types d'éléments en alliage d'aluminium susceptibles de former un réseau protégeant efficacement la pièce contre les effets des impacts de foudre et présentant une faible masse surfacique, en particulier les grillages, les métaux déployés, ou encore les feuilles minces, perforées ou non. Ces éléments sont placés sur la pièce de manière à entrer en contact les uns avec les autres, pour assurer la dispersion du courant de foudre sur toute la surface de la pièce, quel que soit le point d'impact de la foudre sur cette dernière.

Les éléments selon l'invention s'avèrent tout à fait avantageux pour la protection contre les effets de la foudre des pièces de structure d'aéronefs, en particulier des panneaux de fuselage et de voilure d'avions, qui sont fréquemment soumis en vol à des impacts de foudre. Ils présentent des performances de protection contre la foudre au moins aussi bonnes que celles des éléments utilisés dans l'art antérieur, tout en étant plus légers, ce qui est particulièrement avantageux dans le domaine aéronautique. Ils sont protégés de manière efficace contre la corrosion au contact des fibres de carbone, si bien qu'ils présentent une capacité de protection contre les effets de la foudre constante dans le temps.

Le traitement par anodisation est défini dans la présente description de façon classique. Il s'agit d'une oxydation anodique de l'élément, qui a pour effet de créer une couche d'oxyde d'aluminium sur sa surface. Cette couche peut présenter, selon les applications souhaitées, une épaisseur de quelques microns, pouvant aller, pour des applications en milieu agressif, jusqu'à quelques dizaines de microns. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la couche superficielle de protection anticorrosion présente une épaisseur comprise entre 2,5 et 5 m, qui assure avantageusement une protection efficace de l'alliage d'aluminium au contact du matériau à base de fibres de carbone.

Pour la mise en oeuvre de l'étape d'anodisation, l'élément est immergé dans une solution d'électrolyte. Un courant électrique est appliqué dans la cuve d'électrolyse, dans laquelle l'élément forme l'anode. Sous l'action du champ électrique, les ions positifs H+ se dirigent vers la cathode où ils captent les électrons et ils donnent lieu au dégagement d'hydrogène. Les ions négatifs OH- migrent vers l'anode où ils cèdent des électrons, et donnent lieu à de l'oxygène naissant. Ce dernier réagit avec l'aluminium pour former un oxyde à la surface de l'élément. Selon l'invention, l'anodisation peut être effectuée au moyen de tout électrolyte utilisé de façon classique pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de traitement de surface, par exemple de l'acide sulfurique, de l'acide chromique, de l'acide borique, de l'acide phosphorique, etc., ou un mélange de tels composés. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, l'électrolyte est un mélange d'acide sulfurique et d'acide tartrique, qui répond notamment avantageusement au mieux à des exigences de respect de l'environnement. La couche superficielle d'alumine ainsi formée étant poreuse, l'élément est ensuite soumis à au moins une étape de colmatage visant à en obturer les pores, de manière à assurer que cette couche présente les propriétés de protection de l'élément contre la corrosion requises. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, la couche de protection anticorrosion de l'élément résulte d'un traitement par une étape d'anodisation suivie d'une unique étape de colmatage par traitement hydrothermal. Un tel traitement utilise la propriété qu'a la couche d'alumine issue de l'anodisation de s'hydrater dans l'eau bouillante. Une immersion dans l'eau bouillante a pour effet de resserrer et colmater les pores. Il est obtenu sur l'élément une couche superficielle d'hydroxyde d'aluminium étanche, qui le protège avantageusement efficacement contre la corrosion. Dans d'autres modes de réalisation préférés de l'invention, après l'étape d'anodisation, une première étape de colmatage par immersion de l'élément dans une solution aqueuse à base de sels métalliques, inhibiteurs de corrosion, est mise en oeuvre avant une seconde étape de colmatage par traitement hydrothermal dans de l'eau bouillante en présence d'additifs de type agents tensioactifs. Cette première étape est de préférence réalisée au moyen d'une solution à base notamment de sel de Chrome III. Elle a également pour effet de bloquer les pores de la couche superficielle d'oxyde d'aluminium. Dans un tel mode de réalisation, les deux étapes de colmatage réalisées successivement permettent d'obtenir une obturation sensiblement complète des pores, par la présence d'un inhibiteur de corrosion, par exemple le Chrome 6 III, qui garantit une protection efficace de l'élément contre la corrosion au contact du carbone. Tout autre procédé de colmatage classique en lui-même, ou toute succession de tels procédés, entre également dans le cadre de l'invention.

Selon un procédé de fabrication d'une pièce en matériau composite à base de fibres de carbone selon l'invention, des éléments de réseau en alliage d'aluminium sont soumis à un traitement de surface anticorrosion, tel que décrit ci-avant, de manière à former sur leur surface une couche de protection anticorrosion. Ces éléments sont ensuite appliqués en réseau directement contre au moins la face de ladite partie structurale en matériau composite du côté de la pièce susceptible d'être soumis aux impacts de foudre, de manière à former une protection contre les effets de la foudre pour cette dernière. Le matériau composite formant la partie structurale de la pièce est classique en lui-même. Il est constitué de fibres de carbone maintenues dans une matrice organique polymère. La résine utilisée peut aussi bien être du type thermoplastique que thermodurcissable, et la pièce peut être fabriquée au moyen de tout procédé classique en lui-même. Les éléments en aluminium traités en surface de manière à être résistants à la corrosion peuvent, dans le cadre de l'invention, aussi bien être assemblés à la pièce finie, notamment par collage, qu'être inclus dans la pièce au moment de sa fabrication, lorsque la résine n'est pas encore entièrement durcie. Ils sont alors fixés sur la pièce finie par l'effet même de cette résine qui joue le rôle de colle structurale après durcissement. L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation particuliers, qui n'en sont nullement limitatifs, qui font l'objet de l'exemple ci-après. Selon l'invention, une pièce de structure d'aéronef, plus particulièrement destinée à être exposée aux impacts de foudre, notamment une pièce de panneau de fuselage ou de voilure d'un avion, comporte une partie structurale formée en matériau composite à base de fibres de carbone, qui sont maintenues dans une matrice de résine organique polymère dure. Cette résine peut être de tout type, thermoplastique ou thermodurcissable, par exemple une résine époxy La structure est par exemple, mais non limitativement, formée à partir de plis empilés de fibres tissées ou unidirectionnelles. Elle peut être monolithique et/ou comporter dans son épaisseur une structure alvéolaire, mousse ou nid d'abeille, entre deux revêtements réalisés par des fibres maintenues dans une matrice. De manière connue, la structure est conformée à la forme de la pièce au cours d'un processus de formage avant durcissement par polymérisation du matériau de la matrice, dans le cas des matrices dites thermodurcissables, ou au cours d'un processus de formage à une température pour laquelle la matrice est dans un état plastique, dans le cas des matrices thermoplastiques. La pièce selon l'invention comporte sur une face de la partie structurale, au moins sur un côté de la pièce susceptible d'être soumis aux impacts de foudre, c'est-à-dire sur le côté exposé vers l'extérieur de l'appareil, un réseau d'éléments électriquement conducteurs en alliage d'aluminium, qui assurent la dispersion du courant de foudre depuis le point de l'impact. Les éléments sont fixés à la pièce par tout moyen classique en lui-même, notamment par collage. Le réseau peut aussi bien être formé d'un seul élément, dans le cas notamment de pièces de petite taille, que d'une pluralité d'éléments, identiques ou pas, dans le cas de pièces de plus grande taille et/ou non développables. Dans ce cas, ces éléments sont en contact les uns avec les autres, de manière à assurer la transmission du courant de foudre d'un élément du réseau à un autre. Les éléments électriquement conducteurs peuvent aussi bien se présenter sous forme d'un grillage, d'un métal déployé, d'une feuille mince, le cas échéant perforée, ou de toute autre forme classique en elle-même pour la protection contre les effets des impacts de foudre des pièces d'aéronefs.

Les éléments du réseau sont appliqués sur la pièce directement contre la partie structurale en matériau composite, à l'exclusion de toute couche intercalaire. Préalablement à leur montage sur la pièce, ils sont avantageusement protégés contre la corrosion par une couche de protection de surface. Cette dernière est formée par un traitement de surface de l'élément comprenant une étape d'anodisation suivie d'au moins une étape de colmatage. Dans des modes de mise en oeuvre préférés du procédé de traitement de surface selon l'invention, chaque élément est préparé préalablement à la mise en oeuvre de l'étape d'anodisation, notamment par lavage et/ou désoxydation. Le procédé d'anodisation est classique en lui-même. Il peut être mis en oeuvre au moyen de tout électrolyte connu en soi. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, il s'agit d'une anodisation dite TSA, dans laquelle l'électrolyte utilisé est un mélange d'acide sulfurique et d'acide tartrique. Un tel traitement est par exemple décrit dans le document EP 1 233 084. Il a pour effet de former à la surface de l'élément, utilisé en tant qu'anode d'une cellule électrolytique, en présence d'une solution aqueuse acide, une couche d'oxyde d'aluminium. La solution aqueuse contient par exemple de 10 à 200 g d'acide sulfurique et de 5 à 200 g d'acide tartrique, en particulier d'acide L(+)-tartrique, par litre de solution. L'utilisation d'un tel mélange de ces acides présente notamment l'avantage de limiter fortement la production de déchets industriels nocifs pour l'environnement, en particulier de déchets contenant du chrome. Ce procédé est également rapide à mettre en oeuvre, ce qui résulte en un gain de temps et de coût de fabrication. Les paramètres du procédé d'anodisation sont avantageusement choisis, selon des calculs à la portée de l'homme du métier, en fonction de l'épaisseur de la couche de protection souhaitée sur l'élément. Pour l'application préférée de l'invention qui est la protection contre les effets de la foudre des pièces d'aéronefs, la couche de protection sur chaque élément présente de préférence une épaisseur comprise entre 2,5 et 5 m.

A titre d'exemple, des plages de paramètres opératoires particulièrement avantageuses dans le cadre de l'invention sont les suivantes. La tension appliquée dans la cuve est de préférence comprise entre 10 et 30 V, la température entre 25 et 43 °C. La durée totale de cycle est comprise entre 5 et 30 min. Une ou deux étapes de colmatage sont ensuite réalisées sur la couche d'oxyde d'aluminium, de manière à développer la résistance à la corrosion de l'élément. Le colmatage peut être réalisé par un trempage dans de l'eau à une température au moins égale à 96 °C, pendant une durée qui est fonction de l'épaisseur de la couche de protection obtenue par anodisation, par exemple de 30 minutes. Dans d'autres modes de réalisation préférés de l'invention, le traitement hydrothermal décrit ci-avant est réalisé dans de l'eau contenant des composés tensioactifs, et il est précédé d'une étape préalable de colmatage par immersion dans une solution aqueuse de sels métalliques à environ 10% en volume, contenant notamment un sel de Chrome III, à une température de 20 à 40 °C, pendant 2 à 15 minutes. L'élément d'alliage d'aluminium ainsi obtenu présente une bonne conductivité électrique et une faible masse surfacique, si bien qu'il est tout à fait adapté pour former un réseau de protection à la fois léger et efficace contre les effets des impacts de foudre pour des pièces de structure d'aéronefs. Ses propriétés de résistance à la corrosion ont été évaluées par la mise en oeuvre du test décrit ci-après.

Des plaques de métal expansé en alliage d'aluminium, de dimensions de 60 mm par 60 mm, présentant une épaisseur de 100 m, une masse surfacique de 100 g/m2, et une conductivité électrique de 500 Siemens/m, ont été utilisées. Une de ces plaques, désignée Plaque Comparative, a été utilisée telle quelle, sans protection particulière contre la corrosion.

Une deuxième plaque, désignée Plaque 1, a été soumise à un traitement anticorrosion par anodisation suivie d'une étape de colmatage par traitement hydrothermal, selon les conditions énoncées ci-avant. Cette plaque a tout d'abord été soumise, de façon classique, à des opérations de lavage et de dégraissage. L'anodisation a été réalisée dans une cellule électrolytique, dans laquelle la cathode était formée en acier inoxydable et présentait une surface au moins égale à celle de la plaque, avec des paramètres opératoires choisis dans les plages suivantes. L'anodisation a été réalisée en présence d'acide sulfurique et d'acide tartrique dans des concentrations de 40 g/I pour l'acide sulfurique et 90 g/I pour l'acide tartrique, à une température comprise entre 35 et 38 °C, sous une tension de 15 V, pendant une durée de cycle de 25 minutes. La plaque a été rincée à l'eau, puis soumise au colmatage. Ce dernier a été réalisé par immersion de la plaque dans de l'eau déminéralisée à une 15 température au moins égale à 96 °C, pendant une durée de 30 minutes. On a ainsi obtenu sur la Plaque 1 une couche superficielle imperméable d'hydroxyde d'aluminium, présentant une épaisseur comprise entre 2,5 et 5 m. Une dernière plaque, désignée Plaque 2, a été soumise à un 20 traitement anticorrosion par une étape d'anodisation suivie d'une étape de colmatage dans une solution aqueuse de sels métalliques, puis d'une étape de colmatage par traitement hydrothermal en présence d'additifs de type tensioactif. L'anodisation a été mise en oeuvre selon le procédé exposé pour la 25 Plaque 1. La première étape de colmatage a été réalisée par immersion de l'élément dans une solution aqueuse à base de sels métalliques à environ 10 0/0 en volume, contenant notamment un sel de Chrome III, à une température de 40 °C, pendant 10 minutes. Cette étape a été suivie d'une seconde étape de colmatage par traitement hydrothermal, en présence d'agents tensioactifs. 30 On a obtenu sur la Plaque 2 une couche superficielle imperméable d'hydroxyde d'aluminium, présentant une épaisseur de 2,5 à 5 m. Des pièces en matériau composite à base de fibres de carbone dans une résine organique époxy ont été fabriquées de façon classique, par exemple par un procédé mettant en oeuvre un moule dans lequel sont déposés des plis successifs de fibres pré-imprégnées de résine, et par cuisson dans des conditions de température et de pression assurant la réticulation de la résine et le compactage des plis. Chacune des plaques décrites ci-avant a été soumise à un essai de Brouillard Salin, seule ou maintenue en contact, notamment par pression mécanique, sur la surface d'une telle pièce en matériau composite. Cet essai a été réalisé de manière connue en soi, conformément à la procédure exposée dans la Norme NF ISO 9227. Les plaques ont été exposées, pendant un temps prédéterminé, à un brouillard d'une solution aqueuse de chlorure de sodium, puis le niveau de corrosion de la pièce a été évalué au terme de cette durée d'exposition. Un premier essai de Brouillard Salin a été réalisé sur chacune des plaques isolées, pendant une durée d'exposition de 1 000 heures. Un second essai a été réalisé sur chacune des plaques en contact direct avec une pièce en matériau composite à base de carbone, pendant une durée d'exposition de 500 heures. Le niveau de corrosion a été observé visuellement, et qualifié de : - Sans si aucune piqûre de corrosion n'est apparue sur la plaque, - Faible si quelques piqûres de corrosion sont apparues sur la plaque, - Elevé si de nombreuses piqûres de corrosion sont apparues sur l'ensemble de la plaque (corrosion généralisée). Les résultats de ces essais sont montrés dans le Tableau 1 ci-après.

Essai de brouillard Essai de brouillard salin sur salin sur plaque isolée plaque en contact avec la Plaque Niveau de corrosion pièce composite après 1000 h Niveau de corrosion après d'exposition 500 h d'exposition Plaque Comparative Elevé Elevé (pas de protection) Plaque 1 Sans Faible (anodisation TSA et une étape de colmatage) Plaque 2 Sans Sans (anodisation TSA et deux étapes de colmatage) Tableau 1 û Niveau de corrosion observé en essai de Brouillard Salin Comme on peut l'observer dans ce tableau, les Plaques 1 et 2, correspondant à un traitement par anodisation TSA suivie de respectivement une et deux étapes de colmatage, présentent des performances élevées en terme de résistance anti-corrosion, et supérieures à celles de la Plaque Comparative 1 non traitée. Ce résultat est obtenu y compris lorsque les plaques sont en contact direct avec une pièce en matériau composite à base de fibres de carbone. En particulier, la Plaque 2, ayant été soumise à deux étapes de colmatage successives, s'avère tout à fait performante du point de vue de la résistance anticorrosion. Les Plaques 1 et 2 présentent une masse surfacique sensiblement inchangée par rapport aux plaques avant tout traitement de surface, c'est-à-15 dire d'environ 100 g/m2. Leur conductivité électrique reste bonne, et adéquate pour constituer une protection efficace contre les effets des impacts de foudre pour des panneaux de structure d'aéronefs susceptibles d'être exposés à de tels impacts. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle fournit des pièces de structure d'aéronef en matériau composite à base de fibres de carbone, qui comportent un réseau d'éléments en alliage d'aluminium les protégeant efficacement contre la foudre, de faible masse surfacique et résistant aux risques de corrosion au contact du carbone.

Claims

REVENDICATIONS1. Pièce de structure d'aéronef formée d'une partie structurale en matériau composite à base de fibres de carbone, qui comporte sur une face de ladite partie structurale, au moins sur un côté de la pièce susceptible d'être soumis à des impacts de foudre, un réseau d'éléments électriquement conducteurs, caractérisée en ce que lesdits éléments sont formés en aluminium ou en alliage d'aluminium et présentent en surface une couche de protection anticorrosion, et en ce qu'ils sont en contact direct avec ladite partie structurale en matériau composite.
2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche de protection est une couche d'hydroxyde d'aluminium résultant d'un traitement de surface desdits éléments par une étape d'anodisation suivie d'au moins une étape de colmatage.
3. Pièce selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche d'hydroxyde d'aluminium résulte d'un traitement de surface desdits éléments par une étape d'anodisation réalisée au moyen d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide tartrique.
4. Pièce selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la couche d'hydroxyde d'aluminium résulte d'un traitement de surface desdits éléments par une étape d'anodisation suivie d'une unique étape de colmatage par traitement hydrothermal.
5. Pièce selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la couche d'hydroxyde d'aluminium résulte d'un traitement de surface desdits éléments par une étape d'anodisation suivie d'une première étape de colmatage par immersion dans une solution aqueuse à base de sels métalliques, contenant de préférence un sel de Chrome III, et d'une seconde étape de colmatage par traitement hydrothermal en présence d'agentstensioactifs.
6. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments de réseau sont des métaux déployés, des grillages ou des feuilles minces, le cas échéant perforées.
7. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite couche de protection anticorrosion présente une épaisseur comprise entre 2,5 et 5 m.
8. Procédé de fabrication d'une pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des étapes dans lesquelles : - des éléments de réseau en aluminium ou en alliage d'aluminium sont soumis à un traitement de surface, de manière à former sur leur surface ladite couche de protection anticorrosion, - lesdits éléments sont appliqués en réseau directement contre au moins ladite face de ladite partie structurale en matériau composite sur ledit côté de la pièce susceptible d'être soumis à des impacts de foudre.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit traitement de surface comprend une étape d'anodisation, de préférence au moyen d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide tartrique, suivie d'au moins une, de préférence deux, étapes de colmatage. 16