Superplastique… il ne s’agit pas d’une solution globale visant à éliminer ce désagréable déchet produit par l’activité humaine, ni d’un nouveau matériau aux qualités impressionnantes, mais il n’en demeure pas moins que le formage superplastique ne cesse d’être une technologie moins spectaculaire que ce que son nom semble indiquer.
La superplasticité est une technologie qui apporte des solutions crédibles à certains aspects de l’industrie aérospatiale.
La superplasticité est une propriété de ductilité extrême présentée par certains matériaux métalliques et céramiques dans des conditions de taille de grain et de température déterminées. En substance, ces matériaux sont capables de subir de grandes déformations permanentes sans se casser, ce qui permet de fabriquer des pièces aux formes complexes moyennant un processus continu de déformation. Le matériau soumis à cette technologie s’allonge bien au-delà de la limite de déformation plastique atteinte dans les conditions normales du matériau, parvenant parfois à un étirement de 8 000 % (soit 80 fois sa taille d’origine).
Le terme superplasticité a été inventé en 1945 par deux chercheurs de l’ancienne Union soviétique, Bochvar et Sviderskaya, lors d’études réalisées sur les propriétés de l’alliage Zn-Al dans certaines conditions.
En raison de ses qualités de dureté, de résistance aux hautes températures et de poids réduit, le titane et ses alliages sont des matériaux largement utilisés dans l’industrie aérospatiale.
Mais l’usinage classique et la soudure traditionnelle sont des techniques particulièrement compliquées à appliquer au titane, et l’obtention de géométries compliquées est parfois pratiquement impossible.
Le formage superplastique du titane permet d’éviter ce genre de problèmes et d’obtenir des solutions géométriques inconcevables à partir d’autres types de formage. Et en associant cette technologie au soudage par diffusion, le résultat n’est autre que des pièces de haute complexité aux caractéristiques mécaniques excellentes.
Mais où travaille-t-on les superplastiques ? À la NASA peut-être ?
Non, rien ne sert d’aller aussi loin. Le site d’Airbus situé à El Puerto de Santa María (Cadix) dispose d’une zone de formages superplastiques construisant, entre autres, des bords d’attaque destinés à l’avion de transport Airbus A400M ainsi qu’à la fabrication de verrous pour les célèbres fan cowls (capots de soufflante des réacteurs d’avion), conçus presque exclusivement dans cette usine pour le compte d’Airbus et de Boeing.
Le formage superplastique présente des inconvénients qui empêchent son utilisation généralisée à plus grande échelle. Les opérations coûteuses de préformage, telles que la préparation des matériaux à structure à grains fins et le réchauffement à la température de formage souhaitée, constituent l’un de ces points problématiques. Par ailleurs, la vitesse étant contrôlée et limitée à des valeurs peu élevées, le processus reste relativement lent et défavorable à une application à la production d’un volume important de pièces automobiles (par exemple). Toutefois, la technique se présente comme un outil unique pour le formage d’alliages légers et, malgré les obstacles et les défis à surmonter, elle offre encore des avantages significatifs et fait preuve de bien de qualités par rapport aux techniques de formage conventionnelles.
Aujourd’hui, la superplasticité ne bénéficie pas d’un contexte théorique totalement défini et reste au stade de la recherche, mais, ce qui est sûr, c’est qu’elle apporte déjà des solutions à de nombreux aspects de l’industrie aéronautique.
