Module 6 : Matériaux et Éléments de Construction

Vue d'ensemble

Le Module 6 du programme EASA Part-66 fournit les connaissances fondamentales nécessaires au personnel de certification de maintenance aéronautique pour comprendre les matériaux utilisés dans la construction des aéronefs, les éléments de fixation employés dans l'assemblage, ainsi que les mécanismes de dégradation qui les affectent. Ce module constitue la base pour comprendre pourquoi les aéronefs sont construits de la manière dont ils le sont, pourquoi des matériaux spécifiques sont sélectionnés pour des applications particulières, et comment identifier, inspecter et entretenir ces matériaux et composants tout au long de leur durée de vie en service.

Le module englobe les matériaux aéronautiques — tant métalliques que non métalliques — les mécanismes de corrosion et leur protection, les fixations et dispositifs de verrouillage, les matériaux composites, les mastics, et les méthodes de contrôle non destructif. Une compréhension approfondie de ces sujets est essentielle pour porter des jugements techniques éclairés lors des activités de maintenance, de réparation et de certification.

Section 1 : Matériaux métalliques aéronautiques

1.1 Alliages ferreux

L'acier reste un matériau critique dans la construction aéronautique, en particulier pour les composants fortement sollicités tels que les trains d'atterrissage, les supports moteurs et les tringleries de commandes de vol. Le principal élément d'alliage de l'acier est le carbone, avec des éléments supplémentaires tels que le chrome, le nickel et le molybdène conférant des propriétés spécifiques.

Classification des aciers :

Aciers à bas carbone (jusqu'à 0,3 % de carbone) : Utilisés pour les raccords d'usage général, les supports et les composants non structuraux. Ils sont facilement soudables et usinables.

Aciers à carbone moyen (0,3 %–0,6 % de carbone) : Traitables thermiquement, utilisés pour les composants structuraux nécessitant une résistance modérée.

Aciers à haut carbone (0,6 %–1,0 % de carbone) : Utilisés pour les ressorts, les outils de coupe et les composants résistants à l'usure.

Aciers alliés : Contiennent des éléments supplémentaires tels que le chrome, le nickel et le molybdène pour améliorer la trempabilité, la ténacité et la résistance à la corrosion.

Aciers résistants à la corrosion (CRES) : Également connus sous le nom d'aciers inoxydables, ils contiennent au moins 11 % de chrome, qui forme une couche d'oxyde auto-cicatrisante. Les nuances courantes comprennent les 302, 304, 316 et les nuances à durcissement par précipitation telles que le 17-7PH.

Traitement thermique des aciers :

Le traitement thermique de l'acier implique des cycles contrôlés de chauffage et de refroidissement pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées :

Recuit : Chauffage à une température critique suivi d'un refroidissement lent pour adoucir le matériau, soulager les contraintes internes et améliorer l'usinabilité.

Normalisation : Chauffage au-dessus de la température critique suivi d'un refroidissement à l'air pour affiner la structure du grain.

Trempe : Chauffage à la température d'austénitisation suivi d'une trempe rapide (dans l'eau, l'huile ou l'air) pour produire de la martensite, une structure dure et fragile.

Revenu : Réchauffage de l'acier trempé à une température inférieure au point critique pour réduire la fragilité tout en maintenant la dureté et en augmentant la ténacité.

Essais de dureté :

La vérification du traitement thermique est couramment effectuée à l'aide d'essais de dureté. L'essai de dureté Rockwell est la méthode la plus largement utilisée en maintenance aéronautique, employant soit un cône de diamant (pour les matériaux durs) soit une bille en acier (pour les matériaux plus tendres). La profondeur de pénétration est mesurée et convertie en un indice de dureté. D'autres méthodes comprennent les essais Brinell et Vickers, chacun ayant des applications spécifiques selon le matériau et la géométrie du composant.

Identification des nuances d'acier :Les fixations en acier sont identifiées par des lignes radiales sur la tête du boulon. Le nombre de lignes indique le grade de résistance selon les spécifications SAE J429 ou ASTM. Par exemple, un boulon de grade 5 possède trois lignes radiales, tandis qu'un boulon de grade 8 en possède six. Ce système d'identification est essentiel pour garantir que les fixations de remplacement correctes sont utilisées lors de la maintenance.

1.2 Alliages d'aluminium

L'aluminium est le matériau structurel le plus largement utilisé dans la construction aéronautique en raison de son excellent rapport résistance/poids, de sa résistance à la corrosion et de sa formabilité.

Alliages d'aluminium corroyés :

Le système de désignation des alliages d'aluminium corroyés utilise un numéro à quatre chiffres :

Série 1xxx : Aluminium commercialement pur (99 % minimum), utilisé pour les applications non structurelles.

Série 2xxx : Le cuivre comme principal élément d'alliage. Ces alliages sont traitables thermiquement et offrent une résistance élevée. Les alliages aérospatiaux courants comprennent le 2024 (aluminium-cuivre-magnésium) et le 2017. Ils sont utilisés pour les revêtements d'ailes, les structures de fuselage et d'autres composants fortement sollicités.

Série 3xxx : Le manganèse comme principal élément d'alliage. Non traitables thermiquement, utilisés pour des applications de résistance modérée.

Série 5xxx : Le magnésium comme principal élément d'alliage. Non traitables thermiquement, avec une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabilité.

Série 6xxx : Le magnésium et le silicium comme principaux éléments d'alliage. Traitables thermiquement, avec une bonne formabilité et une bonne résistance à la corrosion. Le 6061 est couramment utilisé pour les raccords et les composants structurels.

Série 7xxx : Le zinc comme principal élément d'alliage. Ce sont les alliages d'aluminium à plus haute résistance, y compris le 7075 (aluminium-zinc-magnésium-cuivre), utilisés pour les composants structurels fortement sollicités tels que les longerons d'ailes et les revêtements supérieurs d'ailes.

Traitement thermique des alliages d'aluminium :

Les alliages d'aluminium traitables thermiquement sont traités par :

Traitement de mise en solution : Chauffage à une température généralement comprise entre 460 °C et 500 °C pour dissoudre les éléments d'alliage en solution solide.

Trempe : Refroidissement rapide pour conserver la solution solide sursaturée.

Vieillissement (durcissement par précipitation) : Vieillissement naturel à température ambiante ou vieillissement artificiel à températures élevées pour précipiter de fines particules qui renforcent l'alliage.

La désignation de l'état métallurgique suit le numéro de l'alliage, comme -T3 (mis en solution, écroui et vieilli naturellement), -T4 (mis en solution et vieilli naturellement) et -T6 (mis en solution et vieilli artificiellement).

Effets de la surchauffe :

Le dépassement de la température de traitement de mise en solution provoque une fusion eutectique aux joints de grains, entraînant :

Une perte de résistance

Une résistance réduite à la corrosion

Une fissuration intergranulaire

Un cloquage de surface

Cette condition est irréversible et nécessite un nouveau traitement thermique ou le remplacement du composant.

Matériaux des rivets :

Les rivets pleins sont couramment fabriqués en alliage d'aluminium 2117-T4, qui offre une bonne ductilité pour le rivetage tout en atteignant une résistance adéquate après installation. L'écrouissage lors du rivetage, combiné au vieillissement naturel, aboutit à un état -T3. Les rivets en 2024-T4 sont plus résistants mais moins ductiles et plus sujets à la fissuration lors du rivetage ; ils sont généralement rivetés à l'état entièrement recuit et laissés à vieillir naturellement. La substitution des matériaux de rivets n'est pas autorisée sans approbation technique.

1.3 Alliages de titane

Le titane offre une combinaison exceptionnelle de propriétés pour les applications aérospatiales :- Rapport résistance/poids élevé

Excellente résistance à la corrosion

Compatibilité avec les composites en fibre de carbone (pas de corrosion galvanique)

Bonne performance à haute température (jusqu'à environ 600°C)

Les alliages de titane courants comprennent le Ti-6Al-4V (6% d'aluminium, 4% de vanadium), utilisé pour les composants structurels, les fixations et les pièces de moteur.

Considérations d'usinage :

Le titane se durcit rapidement par écrouissage et a une faible conductivité thermique. Le perçage et l'usinage nécessitent :

Des vitesses de broche faibles pour éviter l'écrouissage

Des vitesses d'avance élevées (pression) pour couper efficacement

Des outils de coupe en carbure ou en cobalt plutôt que de l'acier rapide standard

Une application généreuse de liquide de refroidissement pour contrôler la génération de chaleur

Le non-respect de ces paramètres entraîne une usure rapide de l'outil, un écrouissage du matériau et des dommages potentiels au composant.

1.4 Alliages de magnésium

Le magnésium est le métal structurel le plus léger, environ un tiers plus léger que l'aluminium. Cependant, il présente des limitations importantes :

Mauvaise résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements salins

Forte susceptibilité à la corrosion galvanique

Inflammabilité sous forme finement divisée

Les alliages de magnésium sont utilisés dans des applications limitées telles que les carters de boîte de vitesses et certains composants non structurels. La corrosion du magnésium apparaît sous forme de poudre blanche avec soulèvement des couches de surface (exfoliation). Le nettoyage doit être effectué avec précaution à l'aide de traitements chimiques à base de chromate ; les méthodes mécaniques telles que le brossage métallique peuvent provoquer une corrosion galvanique et endommager le matériau mou.

1.5 Identification des matériaux

L'identification correcte des matériaux d'aéronef est essentielle pour la maintenance. Les méthodes comprennent :

La documentation de certification des matériaux

Les marquages du fabricant et les numéros de pièce

L'analyse chimique (pour une identification définitive)

Les essais de conductivité électrique (peuvent différencier certains alliages mais ne sont pas définitifs)

La couleur, la dureté et les essais par étincelage ne sont pas des méthodes fiables pour identifier les alliages d'aluminium. L'essai par étincelage n'est applicable qu'aux matériaux ferreux.

Section 2 : Corrosion

2.1 Mécanismes de corrosion

La corrosion est la détérioration d'un matériau due à une réaction chimique ou électrochimique avec son environnement. C'est une préoccupation majeure dans la maintenance des aéronefs, car la corrosion peut compromettre l'intégrité structurelle et entraîner une défaillance catastrophique si elle n'est pas détectée.

Corrosion électrochimique :

La corrosion nécessite quatre éléments :

83.Une anode (où le métal est perdu)

84.Une cathode (où la réduction se produit)

85.Un électrolyte (tel que de l'eau contenant des sels dissous)

86.Un chemin électrique entre l'anode et la cathode

La série galvanique classe les métaux selon leur potentiel électrochimique. Lorsque des métaux dissemblables sont en contact en présence d'un électrolyte, le métal le plus anodique se corrode préférentiellement.

2.2 Types de corrosion

Corrosion de surface (générale) :

Cette forme de corrosion apparaît comme une attaque uniforme sur une zone de surface. Sur les alliages d'aluminium, elle se présente typiquement sous forme de dépôts poudreux blancs/gris avec piqûres. La corrosion de surface est souvent le stade initial d'une corrosion plus sévère et doit être évaluée par rapport aux limites de dommages admissibles dans le SRM.

Corrosion par piqûres :La piqûration est une forme localisée de corrosion produisant de petites cavités ou piqûres. Elle est souvent initiée par une rupture locale de la couche d'oxyde protectrice. La piqûration peut être difficile à détecter visuellement et peut nécessiter des méthodes de contrôle non destructif (CND) telles que l'inspection par courants de Foucault pour déterminer la profondeur et l'étendue.

Corrosion intergranulaire :

Cette corrosion attaque le long des joints de grains, souvent due à la précipitation de phases intermétalliques lors d'un traitement thermique inapproprié. Elle n'est pas visible en surface au départ et nécessite des méthodes de CND telles que le contrôle par courants de Foucault pour sa détection. La corrosion intergranulaire peut entraîner :

Une perte de résistance

L'exfoliation (soulèvement des couches de surface)

La fissuration par corrosion sous contrainte

Corrosion par exfoliation :

Une forme de corrosion intergranulaire où les produits de corrosion écartent les couches de grains, provoquant le soulèvement et le cloquage du matériau. On la trouve couramment sur les alliages d'aluminium et les alliages de magnésium, apparaissant comme une poudre blanche avec un soulèvement en couches.

Fissuration par corrosion sous contrainte (CSC) :

La CSC se produit lorsqu'une contrainte de traction soutenue (résiduelle ou appliquée) agit sur un matériau dans un environnement corrosif. La fissuration est typiquement intergranulaire et peut se produire à des niveaux de contrainte bien inférieurs à la limite d'élasticité. La CSC est distincte de la fatigue, qui résulte d'un chargement cyclique. Les alliages d'aluminium à haute résistance (en particulier la série 7xxx) et les aciers à haute résistance y sont sensibles.

Corrosion galvanique :

La corrosion galvanique se produit lorsque des métaux dissemblables sont en contact électrique en présence d'un électrolyte. Le métal le plus anodique se corrode préférentiellement. Des produits de corrosion blanc-verdâtre sur les boulons en acier en contact avec des structures en aluminium sont caractéristiques de la corrosion galvanique. Les méthodes de prévention comprennent :

L'isolation entre métaux dissemblables (par exemple, rondelles plaquées cadmium)

La protection de surface (anodisation, placage, peinture)

Le drainage pour empêcher l'accumulation d'électrolyte

Corrosion de fretting :

La corrosion de fretting se produit lorsque deux surfaces en contact subissent de petits mouvements oscillatoires, entraînant une usure et une oxydation. Elle se produit couramment au niveau :

Des joints rivetés

Des connexions boulonnées

Des surfaces de palier

La poudre d'oxyde rouge/brune caractéristique (sur l'acier) ou la poudre noire (sur l'aluminium) distingue le fretting des autres formes de corrosion.

Corrosion filiforme :

La corrosion filiforme se produit sous les films de peinture, apparaissant comme des filaments en forme de fils. C'est une forme de corrosion par cellule de concentration d'oxygène qui nécessite un film de peinture rompu pour son initiation.

2.3 Protection contre la corrosion

Anodisation :

L'anodisation est un processus électrolytique qui épaissit la couche d'oxyde naturelle sur l'aluminium. Le composant est rendu anode dans un électrolyte acide, et l'oxygène est libéré à la surface, formant une couche d'oxyde d'aluminium épaisse et poreuse.

Caractéristiques clés des revêtements anodisés :

Excellente résistance à la corrosion

Bonne adhérence de la peinture (structure poreuse)

Résistance à l'usure légèrement accrue (en particulier l'anodisation dure)

Propriétés d'isolation électrique

Les procédés d'anodisation courants comprennent l'anodisation à l'acide chromique (MIL-A-8625 Type I) et l'anodisation à l'acide sulfurique (Type II). L'anodisation dure (Type III) fournit un revêtement plus épais et plus dur pour les applications résistantes à l'usure.

Revêtement de conversion au chromate (Alodine) :

Les revêtements de conversion au chromate sont appliqués sur les surfaces en aluminium pour fournir :

Une résistance à la corrosion (passivation de la surface)

Une adhérence améliorée pour l'application ultérieure de l'apprêt et de la peintureLe processus implique un traitement chimique avec une solution de chromate, produisant une couche protectrice mince. Ce n'est pas un apprêt en soi, mais il est généralement appliqué avant l'application de l'apprêt.

Cadmiage :

Le cadmiage est appliqué sur les fixations et les raccords en acier pour la protection contre la corrosion. Le cadmium est anodique par rapport à l'acier, ce qui signifie qu'il se corrode préférentiellement, protégeant l'acier sous-jacent. Les avantages supplémentaires incluent :

Lubrification (friction réduite lors de l'installation)

Compatibilité avec les structures en aluminium (corrosion galvanique réduite)

Les produits de corrosion blancs sur le cadmiage indiquent que le cadmium se corrode de manière sacrificielle—il s'agit d'une couche protectrice auto-limitante. Une décoloration brun-rougeâtre indique de la rouille se formant sur l'acier sous-jacent, ce qui signifie que le revêtement a été percé et nécessite une attention particulière.

Aluminisation :

L'aluminisation (revêtement de diffusion d'aluminium) offre une protection contre l'oxydation et la corrosion à haute température (jusqu'à environ 900°C). Elle est utilisée sur les composants d'échappement des moteurs et d'autres applications à haute température où les revêtements de cadmium et de zinc échoueraient.

Apprêts et Peintures :

Les apprêts sont appliqués sur des surfaces propres et préparées pour :

Favoriser l'adhérence des couches de finition ultérieures

Inhibiter la corrosion

Les apprêts époxy et les apprêts chromatés sont standard pour les structures en alliage d'aluminium. L'apprêt doit être compatible à la fois avec le substrat et le système de couche de finition.

2.4 Inspection et Évaluation de la Corrosion

Lorsque de la corrosion est détectée, l'action initiale consiste à évaluer l'étendue des dommages par rapport aux limites admissibles spécifiées dans le SRM. Cela comprend :

Déterminer le type de corrosion

Mesurer la profondeur et l'étendue

Comparer avec les limites de dommages admissibles

Décider entre le lissage, la réparation ou le remplacement

Le lissage n'est autorisé que dans les limites du SRM. Le remplacement est nécessaire lorsque la corrosion dépasse les limites admissibles ou affecte l'intégrité structurelle.

Section 3 : Matériaux Non Métalliques

3.1 Polymères : Thermoplastiques et Thermodurcissables

Thermoplastiques :

Les thermoplastiques ramollissent lorsqu'ils sont chauffés et peuvent être reformés et refondus à plusieurs reprises. Cette réversibilité est leur caractéristique déterminante. Les thermoplastiques courants dans les aéronefs comprennent :

Acrylique (Perspex, Plexiglas) : Utilisé pour les fenêtres et les verrières en raison de son excellente clarté optique et de sa transmission de la lumière.

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) : Utilisé pour les carénages et les composants non structurels.

Polycarbonate : Haute résistance aux chocs, utilisé pour certaines applications de vitrage.

Nylon : Utilisé pour les roulements, les bagues et les guides de câbles.

Thermodurcissables :

Les thermodurcissables subissent une réaction de réticulation chimique irréversible pendant le durcissement. Une fois durcis, ils ne peuvent pas être refondus ou reformés. Les thermodurcissables courants comprennent :

Époxy : Utilisé comme résine matricielle dans les composites et comme adhésif.

Polyester : Utilisé dans certaines applications composites.

Phénolique : Utilisé pour les panneaux intérieurs en raison de sa résistance au feu.

3.2 Matériaux Acryliques (Perspex/Plexiglas)

Les matériaux acryliques sont largement utilisés pour les fenêtres et les verrières des aéronefs en raison de leur :

Excellente clarté optique

Légèreté

Bonne résistance aux intempéries

Fissuration superficielle (Crazing) :

La fissuration superficielle est la formation de fines fissures de surface sur les matériaux acryliques, le plus souvent causée par le contact avec des solvants tels que l'acétone, l'essence ou les agents de nettoyage qui attaquent la surface. D'autres causes incluent :

Contrainte excessive (fissuration sous contrainte)

Dégradation par les UV (provoque un jaunissement, pas une fissuration superficielle)

Manipulation et Installation :Les fenêtres en acrylique sont fournies avec un film protecteur qui doit rester en place jusqu'à ce que tous les travaux adjacents (perçage, étanchéité, rivetage) soient terminés. Retirer le film trop tôt expose la vitre aux rayures de surface et aux attaques chimiques.

Considérations de réparation :

Les fenêtres en acrylique fissurées doivent être remplacées, non réparées. Les fissures réduisent l'intégrité structurelle et peuvent se propager sous les charges de pressurisation. Le perçage d'arrêt n'est pas une réparation permanente approuvée pour les fenêtres.

3.3 ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène)

L'ABS est un thermoplastique utilisé pour les carénages et les composants non structurels. Les considérations critiques incluent :

Sensibilité à l'attaque de certains solvants, cétones et esters

Fissuration sous contrainte en cas d'exposition à des produits chimiques incompatibles

Exigence d'utiliser uniquement des adhésifs et des peintures compatibles

3.4 Matériaux composites

Les matériaux composites sont constitués d'une matrice (résine) renforcée par des fibres. La matrice transfère les charges entre les fibres et les protège des dommages environnementaux, tandis que les fibres fournissent résistance et rigidité.

Types de fibres :

Fibre de carbone : Résistance et rigidité élevées, faible poids, utilisée pour la structure primaire.

Fibre de verre : Coût inférieur, bonne isolation électrique, utilisée pour les carénages et la structure secondaire.

Aramide (Kevlar) : Résistance élevée aux chocs, utilisée pour les bords d'attaque et la protection balistique.

Systèmes de résine :

Époxy : Résine aérospatiale la plus courante, excellentes propriétés mécaniques et adhérence.

Polyester : Coût inférieur, utilisée dans les applications moins exigeantes.

Phénolique : Résistante au feu, utilisée pour les panneaux intérieurs.

Surveillance de la polymérisation :

La température de transition vitreuse (Tg) est directement liée au degré de polymérisation des résines thermodurcissables. Une résine entièrement polymérisée a une Tg caractéristique ; une Tg plus basse indique une polymérisation insuffisante. Les essais de Tg vérifient que le cycle de polymérisation (temps/température) était adéquat.

Défauts des composites :

Délaminage : Séparation entre les couches, détectée par test de percussion (son creux) ou inspection par ultrasons.

Dégradation de la résine : Apparence blanche et crayeuse en surface indiquant une dégradation UV de la résine.

Pénétration d'humidité : Provoque des cloques et peut entraîner la corrosion du nid d'abeille dans les structures en nid d'abeille.

Rupture des fibres : Dommage interne, non visible en surface.

Processus de mise sous vide :

Le processus de mise sous vide consolide les stratifiés composites pendant la polymérisation :

Film anti-adhérent : Empêche le sac de coller au stratifié.

Tissu d'arrachage : Tissu tissé appliqué sur la surface avant polymérisation ; après polymérisation, il est retiré, laissant une surface propre et texturée idéale pour le collage secondaire.

Tissu buvard : Absorbe l'excès de résine du stratifié. Sans lui, l'excès de résine reste en surface, provoquant une finition riche en résine et inégale.

Sac à vide : Applique une pression pour consolider le stratifié.

Structures en nid d'abeille :

Les structures sandwich en nid d'abeille sont constituées d'un cœur en nid d'abeille collé entre deux peaux. Les matériaux de cœur comprennent l'aluminium, le Nomex (papier aramide) et la fibre de verre.

Raccordement du cœur :

Lors du raccordement d'un nouveau cœur en nid d'abeille dans un cœur existant :

Le nouveau cœur doit correspondre à l'original en termes de matériau, taille des cellules, épaisseur de la feuille et orientation (direction du ruban).

Le film adhésif doit avoir une température de polymérisation compatible avec la structure existante.

La mousse de rebouchage est utilisée pour les fermetures de bords, pas pour le raccordement du cœur.

Corrosion du cœur :Pénétration d'humidité à travers les fissures ou les peaux endommagées est la cause principale de corrosion dans les âmes en nid d'abeille en aluminium. Une inspection régulière pour détecter l'infiltration d'eau est essentielle.

Protection contre la foudre :

Les structures composites intègrent souvent un treillis ou une feuille conductrice (cuivre ou aluminium) pour la protection contre la foudre. Les tests de conductivité vérifient que le système LSP est continu et efficace, garantissant que les courants de foudre sont évacués en toute sécurité. Ce test ne mesure pas l'intégrité structurelle, l'état de polymérisation ou la teneur en humidité.

Dommages admissibles :

Les petites bosses peu profondes qui n'affectent pas l'âme ou le collage peuvent être dans les limites de dommages admissibles et peuvent être laissées sans réparation si elles ne dépassent pas les limites du SRM. Les dommages à l'âme, le délaminage et les perforations nécessitent une réparation.

Section 4 : Fixations

4.1 Rivets pleins

Les rivets pleins sont les fixations permanentes les plus courantes dans les structures d'aéronefs. Ils se composent d'une tête usinée et d'une tige ; lors de l'installation, la queue est déformée pour former une tête de matage.

Matériaux des rivets :

Aluminium 2117-T4 : Le plus courant, bonne ductilité, posé à l'état T4, vieillit naturellement à l'état T3 après installation.

Aluminium 2024-T4 : Résistance plus élevée mais ductilité moindre, plus sujet aux fissures lors du matage.

Monel : Résistant à la corrosion, utilisé pour des applications spécifiques.

Titane : Utilisé là où une résistance élevée et une résistance à la corrosion sont requises.

Identification des rivets :

Les marquages sur la tête des rivets indiquent le matériau :

Tête lisse : Aluminium 1100 ou 3003

Point en relief : Aluminium 2117-T4

Double trait en relief : Aluminium 2024-T4

Croix en relief : Aluminium 5056

Point en creux : Aluminium 7050-T73

Sélection des rivets :

Les facteurs critiques dans la sélection des rivets comprennent :

Longueur de serrage : Épaisseur totale des matériaux assemblés. La longueur du rivet doit être suffisante pour former une tête de matage correcte.

Diamètre : Déterminé par l'application et les exigences structurelles.

Type de tête : Universelle, fraisée ou bombée selon les exigences aérodynamiques et structurelles.

Distance au bord : Distance minimale entre le centre du rivet et le bord du matériau.

Installation des rivets :

La tête usinée est placée sur le côté accessible ; la contre-bouterolle forme la tête de matage sur le côté opposé.

Un nouveau rivet doit s'adapter au trou sans jeu ; un coup de marteau ou une légère pression doit être nécessaire.

Les rivets doivent être visuellement parfaits avant l'installation—tout dommage de surface crée des concentrations de contraintes.

La tige se dilate pour remplir le trou lors du matage, assurant un ajustement serré.

Retrait des rivets :

Pour retirer un rivet endommagé sans agrandir le trou :

241.Percez la tête à l'aide d'un foret légèrement plus petit que la tige.

242.Utilisez un chasse-goupille pour chasser la tige restante.

243.N'utilisez jamais un foret plus grand, ce qui agrandirait le trou.

Substitution des rivets :

Les substitutions de matériaux de rivets ne sont pas autorisées sans approbation technique. Le SRM ou l'AMM spécifie le matériau de rivet exact pour chaque application.

4.2 Boulons et écrous

Identification des boulons :

Les boulons en acier sont marqués de lignes radiales sur la tête pour indiquer la classe de résistance :

Grade 5 : Trois lignes radiales

Grade 8 : Six lignes radiales

Le matériau du boulon peut également être identifié par les marquages de tête (par exemple, « AN » pour la norme Air Force-Navy, « MS » pour la norme militaire).

Fixations Hi-Lok :

Les fixations Hi-Lok se composent d'une tige filetée et d'une collerette qui est sertie à l'aide d'une clé. Caractéristiques clés :- Serrage uniforme sans nécessité de clé dynamométrique

La collerette possède un hexagone de rupture qui cisaillle à un couple prédéterminé

Utilisé pour les assemblages structuraux

Nécessite un accès aux deux côtés de la structure

Boulons à verrouillage (Lockbolts) :

Les lockbolts sont installés par sertissage d'une collerette sur le boulon à l'aide d'un outil hydraulique spécial. Ils ne nécessitent ni couple, ni goupilles fendues, ni soudure.

Écrous autofreinés :

Les écrous autofreinés intègrent un dispositif de freinage—soit un insert en nylon, soit des filets déformés (non circulaires)—qui crée un frottement sur les filets du boulon.

Type tout métal : Le dispositif de freinage est effectif dès que l'écrou est complètement engagé.

Type à insert nylon : La collerette en nylon saisit les filets du boulon.

Les spécifications de couple tiennent compte du couple de freinage ; aucun couple supplémentaire ni desserrage n'est nécessaire.

La lubrification n'est pas recommandée car elle peut modifier l'action de freinage.

Si un écrou autofreiné s'est desserré, le dispositif de freinage est probablement usé ou endommagé—l'écrou doit être remplacé.

Goupilles de cisaillement :

Une goupille de cisaillement est conçue pour se rompre à une charge de cisaillement spécifique, agissant comme un fusible mécanique pour protéger le système contre les surcharges.

4.3 Fixations à dégagement rapide

Fixations Dzus :

Les fixations Dzus sont des fixations à dégagement rapide quart de tour conçues pour le retrait rapide de panneaux non structuraux. Elles ne sont pas utilisées pour la structure primaire.

4.4 Fixations temporaires

Clecos :

Les Clecos sont des fixations temporaires à ressort utilisées pour aligner et maintenir les pièces de tôle pendant le perçage et le rivetage. Elles sont retirées avant l'assemblage final.

4.5 Techniques d'installation

Installation humide :

L'installation humide consiste à appliquer un mastic inhibiteur de corrosion (par exemple, polysulfure) sur la fixation ou le trou avant l'installation. Le but principal est de :

Sceller le joint contre l'infiltration de fluides (carburant, eau)

Prévenir la corrosion

L'installation humide n'augmente pas significativement la durée de vie en fatigue (celle-ci est obtenue par la préparation du trou et l'ajustement serré) et ne sert pas de lubrifiant (les valeurs de couple sont généralement ajustées pour l'installation humide).

Vernis de contrôle (Trace de couple) :

Le vernis de contrôle est un matériau de type peinture appliqué sur la fixation et la structure environnante après le serrage. S'il se fissure ou est perturbé, cela indique un possible desserrage. Il ne fournit pas de verrouillage mécanique.

Section 5 : Mastics et adhésifs

5.1 Types de mastics

Mastics polysulfure :

Les mastics polysulfure sont les mastics les plus courants pour les réservoirs de carburant intégrés des aéronefs. Propriétés clés :

Excellente résistance au carburant

Systèmes à deux composants (base et accélérateur)

Polymérisation à température ambiante

Nécessitent un apprêt pour une adhérence correcte sur l'aluminium

Mastics silicone :

Les mastics silicone ne sont pas résistants au carburant et ne conviennent pas aux applications de réservoirs de carburant. Ils sont utilisés pour :

L'étanchéité de la cabine pressurisée

L'étanchéité des cloisons coupe-feu

La protection des composants électriques

Adhésifs cyanoacrylates :

Les cyanoacrylates (super colles) ne conviennent pas aux grands jeux ou aux applications structurelles. Ils sont utilisés pour de petites tâches de collage non structurelles.

5.2 Application des mastics

Considérations critiques lors de l'application des mastics :

Durée de vie en pot : Le temps de travail avant que le mastic ne commence à polymériser.

Exigence d'apprêt : De nombreux mastics nécessitent un apprêt pour une adhérence correcte.

Temps de polymérisation : Varie en fonction de la température et de l'humidité.

Épaisseur d'application : Doit être dans les limites spécifiées.

5.3 Adhésifs

Collage à froid :

Le collage à froid utilise un adhésif époxy à deux composants qui polymérise à température ambiante. Exigences critiques :- La préparation de surface est essentielle pour la résistance de la liaison.

Les adhésifs monocomposants nécessitent de la chaleur pour polymériser.

Les cyanoacrylates ne sont pas des adhésifs structuraux.

Les adhésifs sensibles à la pression ne sont pas destinés au collage structurel.

Section 6 : Contrôle Non Destructif (CND)

6.1 Contrôle par ressuage

Le contrôle par ressuage détecte les discontinuités débouchant en surface dans les matériaux non poreux.

Système de ressuage à solvant :

Pour les ressuants à solvant :

316.Appliquer le ressuant et laisser le temps d'imprégnation.

317.Retirer l'excédent de ressuant avec un chiffon légèrement imbibé de solvant.

318.Essuyer dans une seule direction pour éviter d'extraire le ressuant des discontinuités.

319.Appliquer le révélateur.

320.Interpréter les indications.

L'eau à haute pression est utilisée pour les ressuants lavables à l'eau, et non pour les systèmes à solvant.

6.2 Contrôle par magnétoscopie (MPI)

Le contrôle par magnétoscopie détecte les fissures superficielles et sous-cutanées dans les matériaux ferromagnétiques (acier, fer).

Procédure :

325.Magnétiser la pièce.

326.Appliquer les particules magnétiques (sèches ou humides).

327.Les particules s'accumulent au niveau des discontinuités, formant des indications.

328.Interpréter les indications pendant que la pièce est encore magnétisée.

329.Démagnétiser après la fin du contrôle.

La magnétoscopie est la méthode la plus appropriée pour détecter les fissures superficielles dans les soudures en acier et les composants de train d'atterrissage.

6.3 Contrôle par courants de Foucault

Le contrôle par courants de Foucault détecte les défauts superficiels et sous-cutanés dans les matériaux conducteurs. Il est couramment utilisé pour détecter :

La corrosion intergranulaire dans les alliages d'aluminium

Les fissures superficielles

Les variations de conductivité

Les courants de Foucault sont particulièrement utiles pour détecter la corrosion sous-cutanée dans les structures en aluminium.

6.4 Contrôle par ultrasons

Le contrôle par ultrasons utilise des ondes sonores à haute fréquence pour détecter les défauts internes. Il est efficace pour :

Le délaminage dans les composites

Les mesures d'épaisseur

Les défauts sous-cutanés

6.5 Contrôle par percussion

Le contrôle par percussion est une méthode simple pour détecter le délaminage dans les structures composites. Un son « sourd » ou « creux » indique une perte de liaison ou un délaminage entre les couches.

Section 7 : Peinture et finition des aéronefs

7.1 Fonction de l'apprêt

Les apprêts sont appliqués sur des surfaces propres et préparées pour :

Favoriser l'adhérence des couches de finition ultérieures

Inhiber la corrosion

Les apprêts époxy et les apprêts chromatés sont standard pour les structures en alliage d'aluminium.

7.2 Composants du système de peinture

Un système de peinture complet pour aéronef comprend généralement :

353.Préparation de surface (nettoyage, décapage, conversion chimique)

354.Apprêt (protection contre la corrosion et adhérence)

355.Couche de finition (lissage aérodynamique, protection et apparence)

Section 8 : Tuyauteries et flexibles des aéronefs

8.1 Tuyauteries hydrauliques

Les systèmes hydrauliques haute pression (3000 psi) utilisent des tuyauteries en acier résistant à la corrosion (CRES) pour leur résistance mécanique et à la corrosion.

Les tuyauteries en aluminium sont utilisées pour les conduites de retour basse pression.

Le cuivre n'est pas utilisé en raison du durcissement par écrouissage et de problèmes de compatibilité.

Résumé des relations clés| Matériau | Propriété clé | Application courante | Préoccupation principale |

|----------|--------------|-------------------|-----------------|

Points d'examen typiques

375.Types de corrosion et identification : Être capable d'identifier les types de corrosion à partir de descriptions d'apparence et d'emplacement. Connaître la différence entre la corrosion par piqûres, intergranulaire, par exfoliation, galvanique, par frottement et la fissuration par corrosion sous contrainte.

376.Méthodes de protection contre la corrosion : Comprendre le but et le processus de l'anodisation, de la conversion chimique au chromate, du cadmiage et de l'aluminisation. Savoir quelle protection est appropriée pour quel matériau et quelle application.

377.Identification et sélection des fixations : Savoir identifier les matériaux des rivets à partir des marquages de tête, les classes de boulons à partir des marquages de tête, et la fixation correcte pour des applications spécifiques. Comprendre les conséquences d'une substitution inappropriée.

378.Installation des rivets : Comprendre la détermination de la longueur de serrage, les exigences d'ajustement des trous, la formation de la tête de matage, et la technique correcte pour le retrait des rivets.

379.Matériaux composites : Comprendre le processus de mise sous vide, la fonction du tissu d'arrachage et du tissu buvard, les défauts courants et leurs causes, et le but des tests de conductivité et des tests Tg.

380.Essais non destructifs : Savoir quelle méthode END est appropriée pour quel matériau et quel type de défaut. Comprendre les procédures correctes pour le ressuage et le contrôle par particules magnétiques.

381.Mastics : Savoir quels types de mastics conviennent aux réservoirs de carburant, les considérations critiques pour l'application des mastics, et les propriétés des différentes familles de mastics.

382.Traitement thermique : Comprendre les processus de traitement thermique pour les aciers et les alliages d'aluminium, les effets de la surchauffe, et comment vérifier le traitement thermique (essai de dureté).

383.Propriétés des matériaux : Connaître les propriétés clés et les applications des alliages ferreux, des alliages d'aluminium, du titane, du magnésium et des matériaux non métalliques.

384.Considérations de sécurité : Comprendre les dangers associés aux produits à base de chromate (toxicité du chrome hexavalent) et les équipements de protection individuelle requis.

Références

EASA Part-66, Règlement (UE) n° 1321/2014, Annexe III, Appendice I, Module 6

AMC/GM de la Part-66

Manuels de maintenance aéronef (AMM)

Manuels de réparation structurelle (SRM)

AC 43-4A (Contrôle de la corrosion pour aéronefs)

AC 43-13-1B (Méthodes, techniques et pratiques acceptables)

SAE J429 (Exigences mécaniques et matérielles pour les fixations filetées externes)

MIL-A-8625 (Revêtements anodiques pour aluminium)

AMS 2400 (Cadmiage)

ASTM E1444 (Contrôle par particules magnétiques)

Module 6 : Matériaux et éléments d'assemblage