POS - Ixarm

- les aspects Chimie concerneront essentiellement
des aspects de synthèse et de procédés en vue
de la neutralisation ou de la détection de la menace
chimique ou biologique. Les techniques de
lutte contre la corrosion, les traitements de surface,
ainsi que les thèmes liés à la protection de
l’environnement et au respect des réglementations
liées à l’environnement, appartiennent également
à ce chapitre. La problématique des composés pyrotechniques
actuels ou futurs est également évoquée
dans cette partie (fortement reliée à celle de
la détection) ;
- les aspects liés au stockage de l’énergie et à la production
d’énergie sont présentés de façon globale,
selon les besoins spécifiques envisagés (puissance,
autonomie) en liaison avec les axes thématiques
concernés. Les thèmes relatifs aux matériaux et la
chimie pour l’énergie (stockage électrochimique,
carburants et propergols, hydrogène) se rattachent
naturellement à ce chapitre.
ORIENTATIONS SCIENTIFIQUES :
MATÉRIAUX
1. ENDURANCE FACE
AUX SOLLICITATIONS
MÉCANIQUES ET EFFORTS
STRUCTURAUX
Cet axe du domaine fait l’objet d’attention de la plupart
des documents d’orientation de recherche civils
ou militaires, en France comme à l’étranger. Les
thèmes abordés vont de l’allègement au maintien de
l’intégrité des structures (tenue en fatigue, choc...),
l’autoréparabilité et la maîtrise du cycle de vie des
matériaux. L’amélioration du comportement des
matériaux de protection, des blindages et des perforants
sont également abordés. Ils apparaissent ainsi
dans les programmes US de la National Science Fundation
(NSF), comme dans ceux du Defense Science
Office (DSO), mais également au programme du ministère
chinois des sciences et technologies (MOST).
Les applications civiles de cet axe font également
l’objet de l’attention des instances européennes (en
particulier du programme cadre de recherche et développement
PCRD) et des initiatives françaises du
domaine (appel à projet Matériaux et procédés de
l’ANR, programme matériaux du CNRS).
Les besoins mentionnés se réfèrent surtout aux objectifs
capacitaires de l’ensemble des systèmes de
forces, et aux besoins liés à la sécurité. Les orientations
scientifiques s’appliquent aux matériaux euxmêmes
et a leur procédé d’élaboration et comprennent
notamment :
● les matériaux à grains ultrafins et les alliages
à haute résilience, les alliages métalliques
amorphes (verres métalliques massifs),
● les nouveaux procédés d’obtention de matériaux
complexes nanostructurés (Spark Plasma Sintering,
...), et nanocomposites (renforts et fibres de
nanotubes),
● les matériaux à rhéologie complexe (rhéoépaississants),
● la modélisation multiéchelle des structures et leur
relation avec le comportement en fatigue sous
impact, la simulation des effets dynamiques au
cœur de la matière (éclats, fragmentation), avec
en finale la compréhension de leur comportement.
Dans le domaine des matériaux de structure, l’accent
est mis sur les avancées permettant de conserver
la rigidité et l’endurance en association avec la
légèreté, mais aussi avec la facilité de réparation,
voire d’autoréparation. Ces besoins appellent des
innovations concernant, notamment :
● les nouveaux constituants de matériaux composites
à matrices organiques (nouvelles résines
thermoplastiques, nouveaux concepts de fibres
hautes performances, nano composites),
● les concepts d’assemblage rapides, adhésifs et
collages avancés,
● la mise au point de nouveaux alliages métalliques
légers.
● les technologies de contrôle non destructif et l’intégration
de capteurs intelligents.
L’axe aborde également les aspects liés à la compréhension
de la nocivité des défauts, leur propagation
et leurs conséquences en service, afin de conduire
à une meilleure estimation de la durée de vie des
structures et du potentiel résiduel.
2. MATÉRIAUX POUR HAUTES
TEMPÉRATURES ET UTILISATION
EN ENVIRONNEMENT
THERMOMÉCANIQUE EXTRÊME
Les matériaux et constituants concernés par ces
contraintes extrêmes se trouvent dans les éléments
moteurs (aubes, disques, carters), les parois de
tuyères, et sur les surfaces exposées à l’échauffement
(pointes avant de missiles, tuyères, vannages
pour guidage, etc.).
Il est donc naturel de retrouver cet axe au rang des
préoccupations de recherche des grandes nations
aéronautiques (US et France notamment), et ses
thèmes font l’objet de la feuille de route de nombreux
organismes publics de l’aéronautique (ONERA,
DLR, DSTL...) ou de motoristes industriels (groupe
SAFRAN (SNECMA, SPS, Turboméca), Rolls Royce,
Pratt et Whitney…). Les matériaux à très haute température
jouent également un rôle important dans
le confinement des hautes énergies, ainsi qu’en témoignent
les actions menées par le CEA, ainsi que
par des acteurs internationaux tels que le ministère
des sciences et techniques du Japon (MEXT).
Cet axe joue un rôle important dans la préparation
de ruptures capacitaires du système de forces Engagement
et Combat et pour les applications aérospatiales
en général (aéronefs, hélicoptères, drones,
missiles, engins spatiaux…).
Domaine 6
POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012 45