Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Martine DAUCHIER : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie et physique de Bordeaux - Chef du Service rigidimères ablatifs à Snecma Propulsion solide
-
Jean-Claude CAVALIER : Docteur en chimie - Chef du Département développement matériaux à Snecma Propulsion solide
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les premiers matériaux utilisés dans les tuyères des propulseurs à poudre furent les métaux réfractaires tels que le tungstène et les graphites polycristallins. La forte masse volumique des premiers et la faible résistance au choc thermique avec rupture aléatoire des seconds ont conduit à les remplacer peu à peu par des matériaux composites. Dans cette application, les matériaux supportent des températures voisines de 3 000 °C pour des durées de quelques secondes à quelques minutes. De plus, compte tenu du fait que dans la plupart des tuyères les réactions chimiques ont lieu en milieu plutôt réducteur, il était naturel de considérer le carbone comme matériau de choix pour développer au début des années soixante une famille de composites appelés rigidimères ou composites phénoliques ablatifs, car ils sont constitués d’un renfort réfractaire tel que le carbone ou la silice et d’une matrice ablative à base de résine phénolique. Cette résine se décompose sous l’effet de la chaleur en laissant un résidu important de carbone, ce qui permet d’évacuer en partie l’énergie thermique des gaz de la tuyère et d’assurer le maintien du renfort.
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Exemples de pièces6. Comparaison des prévisions de calculs et des résultats d’essais
La validation globale ne peut être faite qu’à partir d’informations provenant de tirs de tuyères au banc ou en vol. Les informations utilisées pour cette validation sont de deux types :
-
constats visuels avant, pendant et après le tir ;
-
mesures enregistrées pendant la phase d’exposition du matériau au flux et celle du refroidissement.
Les constats visuels permettent de déterminer s’il y a eu rupture du matériau ou pas, ainsi que les zones saines et les zones pyrolysées. Malgré les difficultés d’identification de l’instant exact où s’est produit la rupture, ces constats constituent la seule validation globale possible des critères de rupture dans les matériaux composites phénoliques.
Les mesures enregistrées pendant le tir permettent d’une part de valider le modèle thermique par l’intermédiaire de thermocouples judicieusement placés et d’autre part de constituer des éléments de validation du modèle du matériau grâce aux mesures effectuées à l’aide de jauges de déformation.
La validation se fait par comparaison entre le calcul et l’essai sur toutes les informations recueillies. Le calcul des coefficients de dimensionnement permet de focaliser les expertises sur les zones sensibles.
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BIBLIOGRAPHIE
NORMES
-
Plastiques renforcés – Composites pour moulage et préimprégnés. Détermination de la teneur apparente en matières volatiles - NF ISO 9782 - 06-94
-
Plastiques renforcées de fibres – Méthode de fabrication de plaques d'essai - ISO 1268 - 09-06
-
Plastiques renforcés de fibres – Préimprégnés et compositions de moulage – Détermination des taux de résines, de fibre de renfort et de charge minérale – Méthode par dissolution - NF EN ISO 11667 - 09-99
-
Resin, phenolic, laminating (norme supprimée non remplacée, donnée à titre d'information) - MIL-R-9299C - 12-68
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Rhodia – Fibers and Resins Intermediate (fabricant de résine phénolique) http://www.rhodia.com
Hexcel Fabrics (fabricant d'imprégnés) http://www.hexcel.com
Messier-Bugatti http://www.messier-bugatti.com
Snecma Propulsion solide (fabricant de pièces composites, de tissu de carbone) http://www.snecma-propulsion-solide.com
Snecma Propulsion solide http://www.snecma-propulsion-solide.com
HAUT DE PAGE
Hexion (fabricant de résine phénolique) http://www.hexion.com
HITCO Carbon Composites Inc. (fabricant de pièces composites, de tissu de carbone) http://www.hitco.com
Fibercote Industries Inc. Nelcote (fabricant...
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