Responsable :
Frédérick Gosselin
Établissement :
École Polytechnique de Montréal
Année de concours :
2017-2018
Partenariat
Ministère de l'Économie, de la Science et de l'Innovation
Programme projet de recherche orientée en partenariat sur la production et la transformation de l’aluminium (1er concours)
Partenaires financiers
- Ministère de l’Économie, de la Science et de l’Innovation
- Fonds vert
- Fonds de recherche du Québec – Société et culture
- Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies
Table des matières
1. Résumé du projet
Les panneaux d’aile d’avion en aluminium sont mis en forme par le procédé de grenaillage. Ce traitement de surface consiste à projeter à grande vitesse des particules, appelées grenailles, sur une surface métallique. Les impacts étirent une fine couche de matière en surface, ce qui induit des contraintes résiduelles de compression. Lorsqu’il est appliqué sur des tôles minces, le procédé induit des contraintes résiduelles suffisantes pour courber tôles et les mettre en forme. L’industrie de la mise en forme par grenaillage au Québec repose sur un savoir-faire manuel et empirique qui ne s’enseigne dans aucune école. Puisqu’elle ne dispose pas de modèle théorique du procédé de mise en forme, l’industrie québécoise ne peut l’optimiser et l’automatiser efficacement.
Objectifs
Le projet a pour objectif de fournir à notre industrie aérospatiale les modèles numériques fiables dont elle a absolument besoin pour réduire ses coûts de développement de nouvelles procédures de mise en forme par grenaillage, automatiser le procédé et former la main-d’œuvre de demain avec les meilleurs outils technologiques. Ce travail sera réalisé au travers d’un partenariat entre la PME Montréalaise Aérosphère, l’École Polytechnique de Montréal, et le Centre technologique en aérospatiale.
Un simulateur de mise en forme par grenaillage sera développé pour en faire un puissant outil de marketing. Le simulateur permettra à Aérosphère de démontrer sa maîtrise de la technologie de mise en forme à ses clients en illustrant la complexité géométrique du procédé. Un algorithme d’optimisation des paramètres de grenaillage sera mis en œuvre pour offrir la capacité de développer de nouvelles procédures mises en forme beaucoup plus rapidement que par la traditionnelle méthode d’essais- erreurs. Un démonstrateur technologique de l’automatisation du procédé de grenaillage dans une boucle fermée permettra d’augmenter dramatiquement la robustesse du procédé de mise en forme. La rétroaction apportée par la reconstruction 3D de la pièce se déformant en temps réel dans l’algorithme de calcul permettra de compenser toutes les imperfections et les incertitudes sur les propriétés matériaux, la géométrie de la pièce et les paramètres de grenaillage.
Résultats attendus et retombées escomptées
La nécessité de simuler et d’automatiser le procédé de mise en forme par grenaillage des tôles minces d’aluminium découle directement de la volonté de l’industrie aérospatiale de concevoir des avions plus légers et donc plus écoénergétiques. En effet, la tendance en aérospatiale est de concevoir de plus grandes pièces nécessitants moins de joints. Celles-ci sont plus légères, mais aussi beaucoup plus complexes à mettre en forme que plusieurs petites pièces jointes ensemble. La recherche proposée ouvre la possibilité de développer de nouvelles procédures de mise en forme de revêtements d’aile d’avion avec lesquelles on obtient la forme voulue du premier coup. Tout ça, avec des calculs faits sur un ordinateur personnel. Les compagnies de mise en forme par grenaillage québécoises investissent des mois de travail pour développer de nouvelles procédures par essais-erreurs. La recherche permettra la mise au point d’outils numériques et d’automatisation coupant le temps de développement de procédures de grenaillage de plusieurs mois à quelques jours.
2. Équipe de recherche
Équipe de recherche
Gosselin, Frédérick
Polytechnique Montréal
Khameneifa, Farbod
Polytechnique Montréal
Lévesque, Martin
Polytechnique Montréal
3. Appel de propositions
Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 236 220 $.