Centre du Four Solaire Félix Trombe, Odeillo, France, où sont testés des échantillons de carbone-carbone.
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Un matériau pour des performances étonnantes
Le carbone-carbone conserve ses propriétés mécaniques quelle que soit la température. Lors de la mise à feu, puis de la combustion d'un moteur fusée, ou lors du freinage d'urgence d'un avion de plusieurs tonnes, il chauffe mais garde presque toutes ses propriétés.
L'échantillon de carbone-carbone présenté dans l'exposition a subi des conditions encore plus sévères. Il a été testé au four solaire d'Odeillo où il a subi pendant de nombreuses minutes les rayons renvoyés par 63 héliostats (miroirs) vers un réflecteur parabolique. Au foyer du four la température varie de 800 °C à 2 500 °C, mais peut atteindre 3 800 °C. Lors du test, un chariot mobile supporte les échantillons de 20, 30, et 40 mm de diamètre et de 2 à 5 mm d'épaisseur. L'échantillon est tenu par l'intermédiaire de trois aiguilles réfractaires de 1 mm pour minimiser les échanges thermiques.
Premières applications
La légende veut que le premier composite carbone-carbone ait été créé comme le Champagne, par erreur ou par hasard. C'était en 1958 dans un laboratoire américain. Les qualités du nouveau matériau sont vite apparues : il résistait à de très hautes températures tout en restant très solide.
En France l'histoire des carbone-carbone commence à la fin des années 1960. Grâce à l'aide financière de la Délégation ministérielle à l'armement (actuelle DGA), la Société européenne de propulsion entreprend des recherches sur les composites carbone-carbone dans son établissement de Bordeaux. Il s'agit de remplacer des métaux comme le tungstène, réfractaires au feu mais trop lourds, pour des pièces de tuyères de moteurs fusée pour le programme de missiles M4 de la force de dissuasion. Après tests, les composites thermostructuraux en carbone-carbone deviennent une réalité à la fin des années 1970 et intéressent alors le monde civil.
Les composites carbone-carbone entrent aujourd'hui dans les disques de freins de presque tous les avions de ligne de plus de 100 places.
© Stéphane Spach/Messier-Bugatti/Groupe SAFRAN
Dès 1987 des pièces en carbone-carbone de très grande dimension sont réalisées par Snecma propulsion solide, groupe SAFRAN, pour équiper les boosters du lanceur Ariane 5. En parallèle, la fabrication de carbone-carbone à partir de renforts textiles est développée avec une baisse des coûts de production, ouvrant ainsi la voie vers des applications de freinage.
La DGA, moteur d'innovation au service de la défense.
La Délégation générale pour l'armement (DGA) est chargée, au sein du ministère de la Défense, de l'équipement des forces armées et de la préparation de l'avenir. Avec 10 milliards d'euros de budget d'équipement par an, la DGA est le premier investisseur public dans le domaine des hautes technologies.
Pour répondre à des besoins militaires de plus en plus complexes, elle doit maîtriser les capacités technologiques clés pour l'avenir en offrant des solutions de plus en plus innovantes et performantes.
À ce titre, la DGA consacre dès 2007 un budget de 700 millions d'euros à la recherche amont. La DGA mène ainsi une politique active de soutien à l'innovation en concentrant naturellement ses efforts sur les PME championnes des technologies et en développant des partenariats avec le monde de la recherche civile et académique.
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À découvrir en ligne
Messier-Bugatti, Groupe SAFRAN, Roues et freins. La génération carbone
CNRS, Le programme de recherche "Friction des composites carbone-carbone" (CNRS, Snecma, Messier-Bugatti)
La DGA est partenaire de cette exposition
