Les fabricants de pièces aéronautiques et aérospatiales ont des problèmes de gaz ! En effet, des bulles de gaz retrouvées dans les matériaux composites leur causent des maux de tête : elles diminuent les propriétés mécaniques des structures, ce qui peut empêcher leur certification selon un processus rigoureux dans ces domaines. Plusieurs pièces – et les profits de l'entreprise – se retrouvent donc aux poubelles.
Cédric Pupin, étudiant-chercheur au Département de génie mécanique de l'École Polytechnique de Montréal, espère leur venir en aide en modélisant la formation de ces porosités selon divers paramètres de fabrication.
Cédric Pupin propose de bâtir des modèles mathématiques pour décrire les conditions optimales de fabrication des matériaux composites à haute performance.
Le problème apparaît lors du moulage, plus précisément lorsqu'on injecte la résine dans les renforts de fibre de carbone. Cette substance visqueuse ne s'insère pas toujours partout et des micro-poches d'air peuvent se former. Par ailleurs, les réactions chimiques qui permettent à la résine de durcir lors de la cuisson créent d'autres bulles de gaz.
Pour le moment, afin de réduire le taux de porosités, les fabricants tentent d'ajuster les paramètres des procédés d'injection et de cuisson par essais successifs. Comme cette méthode augmente les coûts et le temps de production, Cédric Pupin propose de bâtir des modèles mathématiques pour décrire les conditions optimales de fabrication des matériaux composites à haute performance.
Le doctorant effectue actuellement plusieurs analyses visant à déterminer les pertes de masse associées à différentes conditions de cuisson et à définir la nature chimique des éléments qui causent la formation de porosités. Ces travaux se déroulent chez ERFT Composites, une entreprise québécoise de fabrication de pièces composites destinées notamment à l'industrie aérospatiale. À long terme, Cédric Pupin aimerait que son modèle soit intégré à des programmes de simulation numérique et qu'il soit utilisé dans d'autres secteurs, comme celui de l'automobile.
