Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


Accueil > Actualités

Thèse Audrey COCHARD

Microstructures et propriétés mécaniques des alliages de type Duralumin du Breguet 765 n°504 64-PH.
Approche historique et sciences des matériaux.

Soutenance mardi 8 novembre à 14h00
salle de conférences du CEMES

 

Composition du jury

  • M. Loïc Bertrand, Directeur de l’unité IPANEMA, synchrotron Soleil, Saclay (rapporteur)
  • Mme Patricia Donnadieu, DR, SIMaP, Grenoble (rapporteur)
  • M. Philippe Goudeau, DR, Pprime, Poitiers (examinateur)
  • M. Med Kechidi, Prof., LEREPS, université Toulouse I - Capitole (examinateur)
  • M. Philippe Sciau, DR, CEMES (Directeur de thèse)
  • M. Jean-Marc Olivier, Prof., FRAMESPA, université Toulouse II - Jean Jaurès (co-directeur de thèse)
  • Mme Solenn Reguer, Scientifique de ligne DIFFABS, synchrotron Soleil, Saclay (co-encadrante de thèse, invitée)

 

Résumé

Produits industriellement dès 1910 et utilisés pour la construction des Breguet XIV dès 1916, les duralumins (alliages Al-Cu-Mg) sont les premiers alliages d’aluminium à durcissement structural ayant permis le développement de l’aéronautique. Plus faciles à travailler et représentant un gage de sécurité, ils ont très vite supplanté le bois et la toile initialement utilisés. Et bien que les alliages Al- Zn-Cu de la famille 7xxx et les matériaux composites soient aujourd’hui majoritaires dans la construction des avions, ces alliages Al-Cu-Mg de la famille 2xxx restent le matériau de référence pour les structures aéronautiques. Cependant, même s’il est un matériau industriel récent et largement utilisé, avec une grande production de documents écrits, il existe une perte d’informations liée à la politique d’archives appliquée par les industriels. La gestion de ces dernières étant lourde et coûteuse, un tri est fait quand les documents sont considérés comme dépassés. Cette perte d’information touche particulièrement les données physico-chimiques des matériaux utilisés pour la construction des avions mais aussi l’explication des choix techniques des avionneurs.

La rénovation du Breguet 765 Sahara n°504 64-PH est une opportunité d’étudier les duralumins aéronautiques de la fin des années 1950. Cet avion présente deux intérêts. D’une part, il est en cours de rénovation par l’association les Ailes Anciennes Toulouse. Étant destiné à l’accueil de visiteurs, de nombreuses pièces corrodées sont déposées et remplacées. Il est alors possible de les récupérer, avant que les pièces ne soient jetées et définitivement perdues avec les informations qu’elles contiennent. D’autre part, la construction de cet avion se situe dans la période d’après-guerre. En plus de l’intérêt que manifeste l’État pour l’aéronautique comme symbole de relèvement de la France, ces alliages d’aluminium sont à cette époque maîtrisés suite aux efforts de production d’avions militaires de la Seconde Guerre.

En comparant l’analyse en laboratoire des matériaux arrivés jusqu’à nous avec les documents d’archives et la documentation actuelle, il est donc possible d’entreprendre un retour sur expérience. Nous pouvons envisager de comparer ce qui a été réalisé avec ce qui a été initialement prévu lors de la conception de l’avion et de compléter les données connues de ces matériaux avec les techniques d’analyses métallurgiques actuelles.

Les études que nous avons menées comportent une analyse de la nature et de la microstructure des alliages, de l’échelle microscopique (microscopie optique, microscopie électronique à balayage, diffraction des rayons X) à l’échelle nanoscopique (microscopie électronique en transmission, sonde atomique tomographique), mais également des propriétés mécaniques (essais de dureté et de traction). En l’absence de rapport d’analyse d’époque qui nous informerait sur l’état initial réel des matériaux utilisés, les documents d’archives utilisés pour référence sont : les revues scientifiques et techniques, qui nous renseignent sur le contexte métallurgique et aéronautique de l’époque, certains standards Breguet qui nous renseignent également sur le type de matériaux qu’utilisaient les constructeurs et les documents spécifiques au Breguet 765 sur les matériaux prévus pour sa construction. Cette approche croisée, couplant étude des matériaux et recherches en archives permet de retracer l’évolution des alliages et des techniques de fabrication associées dans un contexte national précis (politique et industriel). Ces alliages peuvent également constituer une première référence des duralumins aéronautiques des années 1950 et contribuer à l’étude de l’évolution sur de grandes échelles de temps des propriétés mécaniques par rapport aux valeurs minimum exigées du constructeur.