Le module 6 du programme EASA Part-66 (Annexe I) couvre les connaissances fondamentales sur les matériaux aéronautiques, les équipements et leurs applications en maintenance. Pour la catégorie avionique B2, ce module met l'accent sur la relation entre la science des matériaux et les systèmes électriques/électroniques, y compris la protection contre la corrosion, le câblage électrique, les connecteurs, la liaison équipotentielle et le blindage. Le module est structuré en plusieurs sous-thèmes :
6.1 Matériaux aéronautiques — Métaux ferreux et non ferreux, composites et leurs propriétés
6.2 Corrosion — Types, prévention et traitement
6.3 Fixations — Boulons, écrous, rivets et dispositifs de verrouillage
6.4 Tuyaux et flexibles — Types et applications
6.5 Ressorts, roulements et transmissions — Principes de base
6.6 Câbles et connecteurs électriques — Câblage, blindage et terminaison
6.7 Équipements aéronautiques — Colliers, attaches et dispositifs de montage
6.8 Matériaux non métalliques — Plastiques, mastics et adhésifs
6.9 Fibres optiques — Principes et applications aéronautiques
Les niveaux de connaissances vont du niveau 1 (aperçu) au niveau 3 (théorie détaillée avec application pratique). Pour le personnel certifiant B2, un accent particulier est mis sur l'équipement électrique, la liaison équipotentielle et la prévention de la corrosion en lien avec les installations avioniques.
2. Concepts clés expliqués en détail
2.1 Matériaux métalliques aéronautiques
Alliages d'aluminium
L'aluminium est le principal matériau structurel dans la construction aéronautique en raison de son rapport résistance/poids favorable. Le système de désignation à quatre chiffres identifie les principaux éléments d'alliage :
Série d'alliage
Principal élément d'alliage
Application typique
1xxx
Aluminium pur (99 %+)
Conducteurs électriques, placage
2xxx
Cuivre
Revêtements de voilure, éléments structurels (2024-T3)
5xxx
Magnésium
Réservoirs de carburant, applications marines
6xxx
Magnésium + Silicium
Cadres de fuselage, raccords (6061-T6)
7xxx
Zinc
Composants structurels à haute résistance (7075-T6)
La désignation de traitement (par exemple, -T3, -T6) indique le traitement thermique et le processus de travail mécanique. Par exemple, le 2024-T3 a été traité thermiquement en solution, écroui et vieilli naturellement pour atteindre sa résistance caractéristique.
Propriétés clés pour la maintenance :
2024-T3 : Résistance élevée à la fatigue, excellent pour les revêtements de voilure
7075-T6 : Résistance la plus élevée, mais plus sensible à la corrosion sous contrainte
6061-T6 : Bonne résistance à la corrosion, facilement soudable, utilisé pour les raccords
Alliages de titane
Le titane offre une combinaison exceptionnelle de propriétés pour les applications aérospatiales :
Rapport résistance/poids élevé (comparable à l'acier à environ 60 % du poids)
Excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements d'eau salée
Excellente performance à haute température (jusqu'à environ 600 °C)
Bonne résistance à la fatigue
Les applications courantes comprennent les composants de moteur, les pièces de train d'atterrissage et les fixations dans les zones sujettes à la corrosion. La compatibilité du titane avec les composites en fibre de carbone (absence de corrosion galvanique) le rend précieux dans les structures aéronautiques modernes.#### Alliages d’acier
Les aciers aéronautiques sont classés selon leur teneur en carbone et leurs éléments d’alliage :
Aciers à bas carbone : Utilisés pour la quincaillerie générale, les terminaisons de câbles
Aciers à carbone moyen : Ressorts, arbres et engrenages
Aciers à haut carbone : Outils de coupe, roulements
Aciers alliés : Chrome-molybdène (chrome-moly) pour les tubes structuraux, nickel-chrome pour les applications à haute température
La protection contre la corrosion de l’acier est essentielle. Les revêtements protecteurs courants comprennent :
Placage au cadmium (protection sacrificielle)
Placage au zinc
Apprêt à l’oxyde rouge (à base d’oxyde de fer, couleur brun-rouge caractéristique)
Systèmes de peinture
Corrosion des métaux
La corrosion galvanique se produit lorsque deux métaux dissemblables sont en contact électrique en présence d’un électrolyte. Le métal le plus anodique se corrode de manière préférentielle. La série galvanique classe les métaux de l’anodique (actif) au cathodique (noble) :
Les anodes sacrificielles telles que le cadmium sont délibérément utilisées pour protéger les métaux plus nobles. Le placage au cadmium sur les fixations en acier se corrode de manière préférentielle, protégeant l’acier sous-jacent.
La corrosion par piqûres est une attaque localisée qui produit de petites piqûres sur les surfaces en aluminium, apparaissant sous forme de dépôts poudreux blancs ou gris. Elle se produit couramment là où les revêtements protecteurs sont endommagés, permettant à l’humidité et aux contaminants d’atteindre le métal nu.
La corrosion intergranulaire attaque les joints de grains des alliages d’aluminium, en particulier le 7075-T6. Elle peut se propager profondément dans le matériau tandis que la surface ne semble que légèrement gravée ou cloquée. C’est particulièrement dangereux car cela peut entraîner une défaillance soudaine sans avertissement visible. La détection nécessite une inspection par courants de Foucault ou par ultrasons.
Méthodes de prévention de la corrosion :
Isolation des métaux dissemblables à l’aide de rondelles non conductrices (néoprène, nylon)
Placage protecteur (cadmium, nickel, zinc)
Systèmes d’apprêt (oxyde rouge pour l’acier, chromate de zinc pour l’aluminium)
Mastics pour empêcher l’entrée d’humidité
Dispositifs de drainage pour empêcher l’accumulation d’eau
Procédure de traitement de la corrosion :
57.Éliminer mécaniquement les produits de corrosion (tampons abrasifs, sablage aux billes de verre)
58.Évaluer l’épaisseur résiduelle du matériau
59.Déterminer si une réparation ou un remplacement est nécessaire
60.Appliquer un traitement chimique (conversion de surface)
61.Réappliquer la finition protectrice
2.2 Matériaux composites et non métalliques
Plastiques thermodurcissables
Les plastiques thermodurcissables subissent une réaction irréversible de réticulation chimique lors du durcissement. Une fois durcis, le réchauffage ne les ramollit pas — ils se dégradent ou se carbonisent avant de fondre. C’est une distinction fondamentale par rapport aux thermoplastiques.
Thermodurcissables courants dans les aéronefs :
Résines époxy (matrice principale des composites structuraux)
Résines phénoliques (panneaux intérieurs, en raison de leur résistance au feu)
Résines polyester (composites à usage général)
Structures composites
Les aéronefs modernes utilisent largement des composites renforcés de fibres :
Plastique renforcé de fibres de verre (GFRP) : Radômes, carénages
Plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) : Structures primaires, surfaces de commande
Aramide (Kevlar) : Zones résistantes aux impacts, capots moteur
Les constructions sandwich combinent des peaux composites avec des âmes en nid d’abeille (Nomex, aluminium) pour offrir une rigidité élevée avec un faible poids.Types de dommages dans les composites :
Délaminage : Séparation des couches, souvent causée par un impact ou l'ingestion d'humidité
Enfoncements : Généralement causés par des impacts de faible énergie (outils tombés, équipement de hangar)
Fissures : Fissuration de la matrice due à une surcontrainte ou à un impact
Rupture de fibres : Dommages dus à un impact de haute énergie
Inspection des dommages composites :
Avant de décider d'un schéma de réparation, l'étendue complète des dommages doit être cartographiée à l'aide de :
Inspection visuelle
Test de percussion (réponse acoustique)
Inspection par ultrasons
Thermographie
L'étendue des dommages doit être comparée aux limites de dommages admissibles du fabricant (CMM/SRM). Les réparations doivent suivre les procédures approuvées.
2.3 Fixations et dispositifs de verrouillage
Rivets pleins
Les rivets pleins sont les principales fixations permanentes dans les structures d'aéronefs. Le rivet est installé en formant une tête de matage sur le côté aveugle.
Dimensions standard de la tête de matage :
Diamètre : 1,5 × diamètre de la tige
Hauteur : 0,5 × diamètre de la tige
Les matériaux des rivets doivent correspondre à la structure pour prévenir la corrosion galvanique. Les rivets en aluminium sont identifiés par des marquages de tête (par exemple, fossette pour le 2117, point en relief pour le 2024).
Rivets aveugles (rivets pop)
Les rivets aveugles sont conçus pour une installation lorsque l'accès au côté arrière est limité. L'outil de pose tire une tige à travers le corps du rivet, formant la tête de matage. La tige se casse ensuite à un point prédéterminé.
Boulons et écrous
Les boulons d'aéronef sont fabriqués en acier résistant à la corrosion, en acier allié ou en titane. Le grade du boulon est indiqué par des marquages de tête (par exemple, X pour 125 ksi, XXXX pour 160 ksi).
Application du couple :
Les valeurs de couple sont spécifiées dans la MME ou la documentation approuvée
Utiliser une clé dynamométrique calibrée
Appliquer le couple de manière régulière, sans à-coups
Les valeurs de couple sont généralement pour des filetages secs, sauf indication contraire
La lubrification réduit la friction, nécessitant un couple plus faible pour la même force de serrage
Un couple excessif peut endommager les filetages, écraser les inserts de verrouillage ou surcontraindre le boulon. Un couple insuffisant peut entraîner un desserrage sous vibration.
Écrous autofreinés
Les écrous autofreinés offrent une résistance aux vibrations sans dispositifs de verrouillage supplémentaires :
Insert en nylon (écrou élastique) :
Un collier en nylon se déforme autour des filetages du boulon, créant une friction
Plage de température limitée (généralement jusqu'à 120 °C)
Un serrage excessif peut écraser ou déformer l'insert en nylon, entraînant une perte de l'action de verrouillage
Écrous autofreinés tout métal :
Utilisent des filetages déformés ou une conception hexagonale à fentes
Adaptés aux zones à haute température où les inserts en nylon échoueraient
Peuvent supporter des températures dépassant 250 °C
Dispositifs de verrouillage
Goupilles fendues :
Insérées à travers un trou dans le boulon et engagées avec les fentes d'un écrou à créneaux. Les branches sont pliées pour empêcher physiquement la rotation.
Rondelles élastiques :
Les rondelles ondulées et les rondelles fendues exercent une force élastique continue pour maintenir la précharge et résister au desserrage sous vibration.
Fil frein (fil de sécurité) :
Fil enfilé à travers les trous des fixations et torsadé pour empêcher la rotation. Doit être installé de sorte que le desserrage de la fixation serre le fil.
2.4 Câbles électriques et câblage
Types de fils et sélection
Dimensionnement des fils :
Dans l'environnement EASA Part-66, les tailles de fils sont spécifiées en millimètres carrés (mm²) selon les normes européennes. La section transversale doit fournir un courant nominal supérieur à la charge attendue, en tenant compte de :
La chute de tension sur la longueur du fil
La température ambiante
Les facteurs de déclassement pour le regroupement
Les conditions d'installationTypes de fils d'aéronefs courants :
Spécification
Isolation
Température nominale
Application
M22759/16
Tefzel (ETFE)
150°C
Usage général, le plus courant
M22759/11
Téflon (PTFE)
260°C
Zones à haute température
M22759/32
Tefzel, léger
150°C
Installations critiques en poids
Kapton
Polyimide
200°C
Applications spéciales (modes de défaillance connus)
Le PVC n'est pas utilisé dans les aéronefs en raison de préoccupations liées à l'inflammabilité et à sa faible température nominale.
Rayon de courbure minimal :
Le rayon de courbure minimal standard pour les fils est de 10 fois le diamètre du fil. Pour un fil de 2 mm, le rayon de courbure minimal est de 20 mm. Cela évite d'endommager l'isolation et le conducteur.
Blindage des câbles
Objectif des blindages :
Les blindages de câbles (tressés ou en feuille) entourent les conducteurs pour :
Bloquer les interférences électromagnétiques (EMI)
Fournir un chemin de retour pour les signaux
Empêcher le rayonnement des signaux depuis le câble
Terminaison du blindage :
Une terminaison de blindage correcte nécessite un chemin à faible impédance vers la masse :
Une pince à 360 degrés sur le boîtier arrière maintient l'efficacité du blindage
Le torsadage en queue de cochon crée une connexion à haute impédance et n'est pas recommandé pour les signaux haute fréquence
Les blindages sont mis à la masse (reliés) à des points spécifiés, souvent aux deux extrémités pour les applications RF
Câbles à paires torsadées
Les câbles à paires torsadées sont utilisés pour la transmission de données (ARINC 429, bus CAN) car le torsadage annule les interférences électromagnétiques et réduit la diaphonie entre les conducteurs. Ceci est essentiel pour l'intégrité fiable des signaux dans les systèmes avioniques.
Câbles coaxiaux
Les câbles coaxiaux se composent de :
Conducteur interne (centre)
Isolation diélectrique
Blindage tressé (conducteur externe)
Gaine extérieure
Le blindage tressé fournit un chemin de retour pour les signaux et protège contre les EMI externes.
Câbles à fibres optiques
Les câbles à fibres optiques d'aéronefs utilisent des gaines en polyuréthane en raison de :
Excellente résistance à l'abrasion
Résistance aux carburants et aux fluides hydrauliques
Large plage de températures de fonctionnement
Le PVC n'est pas utilisé en raison de préoccupations liées au poids et à l'inflammabilité. Le PTFE et le nylon ont des usages spécifiques mais ne sont pas le matériau de gaine principal pour les fibres optiques avioniques.
2.5 Matériel électrique et connecteurs
Connecteurs
Les connecteurs électriques d'aéronefs sont des composants de précision qui doivent maintenir leur intégrité électrique sous vibration, températures extrêmes et exposition environnementale.
Types de connecteurs :
Circulaire à baïonnette (déconnexion rapide)
Couplage fileté
Rectangulaire (rack et panneau)
D-subminiature (avionique)
Identification des broches de connecteur :
La méthode correcte pour identifier une borne est de se référer au schéma de câblage de l'aéronef (AMM ou WDM), qui spécifie le numéro de broche pour chaque fonction de fil. Les codes de couleur ne sont pas standard pour l'identification des broches.
Maintenance des connecteurs :
Utiliser l'outil d'extraction correct pour retirer les relais et composants de leurs supports
Vérifier le verrouillage sécurisé des connecteurs à baïonnette en appliquant un léger couple dans le sens de verrouillage
Vérifier la continuité entre le boîtier arrière et le corps du connecteur à l'aide d'un ohmmètre à faible résistance
Embouts (ferrules)
Les embouts sont de petits tubes métalliques sertis sur l'extrémité des fils multibrins pour :
Empêcher l'effilochage
Fournir un point de connexion solide pour les bornes à vis
Assurer des connexions fiables et reproductibles dans les racks avioniques et les boîtes de jonction#### Colliers de Serrage et Brides
Les colliers de serrage en nylon regroupent les fils et câbles, offrant un support mécanique et empêchant les mouvements susceptibles de provoquer des frottements ou des dommages.
Les brides fixent les faisceaux à la structure, empêchent les frottements et amortissent les vibrations. Le nylon est le matériau de corps de bride le plus courant en raison de sa légèreté, de sa non-conductivité et de son caractère ignifuge.
Perles de Ferrite
Les perles ou noyaux de ferrite placés autour des câbles atténuent le bruit haute fréquence et les interférences électromagnétiques (EMI). Elles agissent comme un filtre passe-bas, bloquant les signaux haute fréquence tout en laissant passer le courant continu et les signaux basse fréquence. Elles sont utilisées sur les câbles de signal pour empêcher les interférences avec l'avionique sensible.
2.6 Mise à la Masse et Mise à la Terre
Objectif de la Mise à la Masse
Les sangles de mise à la masse relient les pièces métalliques pour :
Égaliser le potentiel électrique entre les composants
Empêcher l'accumulation de charges statiques
Fournir un chemin pour que les courants de foudre s'écoulent en toute sécurité vers la structure
Assurer le bon fonctionnement des systèmes avioniques
Sangles de Mise à la Masse
Les ponts de mise à la masse sont généralement fabriqués en tresse de cuivre étamé. L'étamage offre :
Une protection contre l'oxydation et la corrosion
Une meilleure soudabilité
Un rôle critique dans les environnements de réservoirs de carburant où l'humidité et les vapeurs de carburant accélèrent la corrosion
Inspection des Ponts de Mise à la Masse :
Un brin cassé réduit la section transversale et peut entraîner une surchauffe ou une défaillance. Tout brin cassé, corrosion ou dommage réduisant l'efficacité rend le pont inutilisable. Une légère décoloration est acceptable ; un affaissement naturel est normal.
Limites de Résistance de Mise à la Masse
Les exigences standard de mise à la masse des aéronefs spécifient des valeurs maximales de résistance :
Application
Résistance Maximale
Mise à la masse primaire (bases d'antennes)
2,5 milliohms
Mise à la masse secondaire (générale)
10 milliohms (0,01 ohm)
Mise à la masse des équipements généraux
100 milliohms
Pour les installations d'antennes, la résistance maximale admissible typique est de 10 milliohms. Une lecture de 5 milliohms est bien dans les limites.
2.7 Matériaux d'Étanchéité
Mastics dans les Aéronefs
Les mastics servent à plusieurs fins :
Fournir des barrières étanches aux fluides
Maintenir l'intégrité de la pression dans les cloisons pressurisées
Empêcher l'infiltration d'humidité pouvant entraîner la corrosion
Assurer la finesse aérodynamique
Étanchéité des Cloisons Pressurisées :
Les mastics sur les cloisons pressurisées sont essentiels pour maintenir la pressurisation de la cabine et empêcher l'infiltration d'humidité. Le mastic doit conserver ses propriétés sur la plage de températures opérationnelles de l'aéronef et résister au vieillissement.
Types de Mastics :
Polysulfure (mastics pour réservoirs de carburant)
Silicone (applications à haute température)
Polyuréthane (usage général)
2.8 Batteries et Matériaux Dangereux
Batteries Nickel-Cadmium (Ni-Cd)
L'électrolyte des batteries Ni-Cd est alcalin (hydroxyde de potassium). En cas de déversement :
223.Neutraliser l'électrolyte avec un acide faible (acide borique ou vinaigre)
224.Nettoyer la zone avec de l'eau
225.Inspecter les dommages éventuels à la structure environnante
Un essuyage à sec est insuffisant ; le résidu alcalin continuera de corroder la structure.
3. Formules et Réglementations Importantes
3.1 Dimensionnement des Fils et Intensité Admissible
La capacité de transport de courant d'un fil dépend de :
La section transversale (mm²)
La température nominale de l'isolation
La température ambiante
Le facteur de regroupement (plusieurs fils dans un faisceau réduisent la capacité)
3.2 Calculs de Couple
Couple avec Outils d'Extension :
Lors de l'utilisation d'une extension en pied-de-biche ou d'un adaptateur, le couple effectif change :\[ T_{réel} = T_{indiqué} \times \frac{L_{clé} + L_{rallonge}}{L_{clé}} \]
Où :
\( T_{réel} \) = couple réel appliqué à la fixation
\( T_{indiqué} \) = lecture du couplemètre
\( L_{clé} \) = distance du centre de la clé à la poignée
\( L_{rallonge} \) = longueur de la rallonge
3.3 Mesure de la Résistance de Liaison
La résistance de liaison est mesurée à l'aide d'un ohmmètre à faible résistance (milliohmmètre) avec une connexion à quatre fils (Kelvin) pour éliminer la résistance des fils.
But de la mise à la masse : Égaliser les potentiels, décharge statique, protection contre la foudre
Limites de résistance : 10 milliohms pour la mise à la masse des antennes (limite générale)
Défauts des ponts de masse : Brins cassés rendent l'élément inutilisable
Cuivre étamé : Préféré pour la résistance à la corrosion
5.5 Connecteurs et quincaillerie
Extraction des relais : Utiliser l'outil approprié, éviter tout dommage
Connecteurs à baïonnette : Vérifier le verrouillage positif
Mise à la masse des embases arrière : Vérifier la continuité avec un ohmmètre
Embouts (ferrules) : Empêchent l'effilochage des fils multibrins
Colliers de câblage : Support mécanique, matériau nylon
5.6 Matériaux composites
Plastiques thermodurcissables : Polymérisation irréversible, ne ramollissent pas lors d'un réchauffage
Types de dommages : Indentations dues à des impacts de faible énergie, délaminage
Inspection : Test au marteau, ultrasons, comparaison aux limites admissibles
5.7 Pratiques de maintenance
Pièces approuvées : Utiliser uniquement les pièces listées dans la documentation approuvée
Réparation des fils : Même les fils inactifs doivent être réparés
Déversement de batterie : Neutraliser l'électrolyte alcalin avec un acide faible
Séparation minimale : 6 pouces entre le câblage et les canalisations de fluides
Vérification du couple : Utiliser un équipement calibré, suivre le manuel d'entretien avion (AMM)
5.8 Application des connaissances de niveau 3
Pour le personnel de certification B2, les connaissances de niveau 3 exigent :
La compréhension des principes sous-jacents
La capacité d'appliquer les connaissances dans des scénarios pratiques
La prise de décision autonome dans les situations de maintenance
La capacité de dépannage basée sur les connaissances des matériaux et de la quincaillerie
Résumé
Le module 6 fournit les connaissances fondamentales sur les matériaux et la quincaillerie essentielles pour la maintenance avionique B2. Les thèmes clés sont :
340.Les propriétés des matériaux déterminent leur application et leurs exigences de maintenance
341.La corrosion est le principal mécanisme de dégradation, nécessitant une prévention et un traitement systématiques
342.Les fixations et dispositifs de verrouillage doivent être correctement sélectionnés, installés et serrés au couple
343.Le câblage électrique et les connecteurs nécessitent une manipulation soigneuse, une terminaison appropriée et un blindage pour l'intégrité du signal
344.La mise à la masse et la mise à la terre sont essentielles pour la sécurité et les performances avioniques
345.La conformité réglementaire garantit la navigabilité grâce à des données, pièces et procédures approuvées
La maîtrise de ces concepts permet au personnel de certification de prendre des décisions de maintenance judicieuses, d'identifier les défauts et d'effectuer des réparations qui maintiennent la navigabilité de l'aéronef.
