Isolation dans l’aéronautique

Dans l’aviation, la sûreté et la sécurité des vols sont d’une importance primordiale. Les ingénieurs travaillant dans les secteurs de l’aéronautique et de la protection doivent tenir compte de chaque détail pour garantir que les composants, les opérations et les protocoles visent tous à assurer la sécurité des passagers et du personnel navigant. Lorsqu’il s’agit de prescrire les matériaux les mieux adaptés, une multitude de paramètres doivent être scrutés à la loupe. Le voisinage du moteur, en particulier, doit être traité avec le plus grand soin.

Le quartz est couramment utilisé à proximité des moteurs d’avion en raison de ses exceptionnelles propriétés thermiques. Il peut conserver son intégrité en tant qu’isolant jusqu’à des températures de 1 050 °C, avec un faible coefficient de dilatation thermique (0,54 x 10-6 K-1) et une remarquable résistance aux chocs thermiques. Surtout, il présente une excellente résistance au feu et aux flammes de kérosène. Saint-Gobain Advanced Ceramic Composites fournit donc des feutres de Quartzel® basse densité ou aiguilletés pour l’isolation haute température et ignifuge des nacelles d’avions, des groupes auxiliaires de puissance (APU) et d’autres structures critiques.

Dans cet article, Saint-Gobain ACC montre que l’isolation d’un moteur d’avion et de son environnement est cruciale pour la sécurité et la capacité de survie des systèmes de propulsion et offre une série d’avantages annexes qui améliorent considérablement la qualité globale du vol.

Principes de fonctionnement des moteurs d’avion

Grâce à leur capacité à propulser les appareils vers l’avant à l’aide d’une poussée remarquablement élevée, les moteurs d’avion sont la force motrice de l’aéronautique et de l’aviation depuis près d’un siècle. Bien qu’il existe différents formats de moteurs (turboréacteur, turbopropulseur/turbosoufflante, etc.), tous les moteurs d’avion fonctionnent sur le même principe : de l’air froid est aspiré par un système d’admission, comprimé, mélangé à du carburant liquide, puis brûlé et évacué.

Au cœur de tout ce processus se trouve l’inflammation, qui se produit dans la chambre de combustion. Dans cette chambre, les températures peuvent régulièrement atteindre des pics de 2 000 °C. Le voisinage du moteur est alors exposé à une série de températures et de risques, parmi lesquels celui d’un incendie alimenté par le kérosène.

Pour en savoir plus sur les solutions à quartz dans l’aviation, lire notre précédent article de blog Utilisation du quartz dans les radômes aéronautiques

Le moteur de l’avion est logé dans une nacelle de protection, c’est-à-dire un boîtier de conception aérodynamique relié à la structure de l’appareil. Cette nacelle doit également être capable de supporter l’ensemble des contraintes et des risques induits par le moteur. De même, les APU, situés dans la queue, alimentent diverses fonctions dans l’avion et sont exposés aux mêmes risques, auxquels s’ajoute la contrainte supplémentaire d’être placés encore plus près du fuselage principal.
Le poids de l’appareil est, lui aussi, un problème constant qui pose la question de la rentabilité de l’ensemble du système. Les ingénieurs aéronautiques sont régulièrement tenus d’utiliser des matériaux isolants et des composants de protection ayant le moins d’incidence possible sur le poids. Grâce à son rapport poids/performances, le quartz est l’un des matériaux les plus adaptés en aéronautique pour isoler les moteurs, les nacelles et les APU des appareils.

Pourquoi utiliser le quartz pour l’isolation en aéronautique ?

Le quartz présente l’avantage d’assurer à la fois l’isolation thermique et la protection anti-incendie, ce qui en fait un matériau polyvalent et fiable pour le décollage, le vol régulier en vitesse de croisière et les situations d’urgence. Il possède également un remarquable rapport performances-poids grâce à une gamme de densités variée. Cela permet aux ingénieurs de sélectionner la référence (en fonction de la partie de la structure concernée) qui aura une incidence optimale sur le poids total de l’avion. Les feutres en Quartzel® ont une densité qui peut être aussi faible que 80 g/m² et les feutres aiguilletés Quartzel® ont une densité pouvant atteindre 1 000 g/m².

Les feutres en Quartzel sont également hautement personnalisables et peuvent être coupés, assemblés, encapsulés, sciés, collés, empaquetés, etc., ce qui en fait la solution idéale pour protéger des composants critiques dans les environnements à température moyenne et sensibles au feu des moteurs et des nacelles d’avion. Le Quartzel® offre également des avantages dans les conditions générales de fonctionnement des moteurs d’avion et le comportement des nacelles pendant le vol. Les fabricants utilisent régulièrement des isolants en quartz pour les intégrer dans leurs couvertures pare-feu et fabriquer des câbles ignifugés, supprimant ainsi efficacement la propagation indésirable d’énergie thermique dangereuse dans des composants sensibles. L’isolation par le quartz peut être utilisée dans diverses parties de la structure de l’appareil pour conserver des conditions de croisière optimales et garantir la sécurité des vols.

L’isolation en aéronautique grâce au Quartzel® de Saint-Gobain

Saint-Gobain Advanced Ceramic Composites est un leader industriel du développement de produits isolants hautes performances à base de fibres de quartz pur. La famille de produits Quartzel® se présente dans une large gamme de formats, dont des fils, des rovings, des feutres basse et haute densité, etc.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’utilisation du quartz dans l’aéronautique et l’aviation, contactez dès aujourd’hui un membre de l’équipe Saint-Gobain ACC.