Centres et moyens d'essais ( I ) - EuroSAE

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CENTRES ET MOYENS D’ESSAIS
Direction technique des engins, de création récente, ne disposait d’aucun moyen
d’essai adapté. Cela entraîna la création d’un laboratoire d’« échauffement
cinétique » qui traita les essais de plusieurs éléments de structure Concorde (dont le
canal de post-combustion du moteur Olympus), de nombreux essais de propulseurs
et d’inter-étages (dans des fosses construites à cet effet, compte-tenu du danger
d’explosion), l’essai d’un modèle de planeur hypersonique « VERAS » (plus de
1 000°C à l’intrados), celui d’un corps de rentrée M20 et divers autres essais (cf.
figure 7, déjà citée). Pour tous ces essais, les flux de chaleur, contrôlés par des
fluxmètres développés au CEAT, étaient fournis par des tubes infra-rouge.
Pendant les essais statiques, les mesures effectuées sur la structure en essai sont
les déformations locales et les déplacements globaux. Dans ces deux domaines les
capteurs comme les moyens d’acquisition et de traitement évoluèrent rapidement. La
première génération de capteurs de déformation locale fut celle des extensomètres
mécaniques « Huggenberger ». Arrivèrent ensuite les jauges de contrainte à fil
résistant dont le signal électrique permettait la mesure à distance. Cette technologie
s’imposa rapidement, et dès la fin des années 60, plusieurs milliers de jauges de
contraintes étaient collées sur les grandes structures en essai. Les mesures
correspondantes, d’abord traitées en différé, furent rapidement traitées en temps
réel, afin de permettre aux bureaux de calcul des constructeurs de comparer les
résultats obtenus avec les valeurs fournies par les modèles d’éléments finis. Le
bouclage ainsi réalisé entre calcul et essai fit de l’essai statique une ressource
précieuse pour améliorer les modèles de calcul prévisionnels.
Il reste cependant une difficulté qui est toujours difficile à traiter, celle de la
prévision des conséquences d’une instabilité locale en compression/cisaillement.
Dans ce domaine, après une rupture prématurée (et donc inattendue…) qui affecta
en 1977 la cellule du Falcon 50, le CEAT proposa une méthode de prévision par
traitement en temps réel des non-linéarités apparaissant pendant la montée en
charge.
3.3.2 - Les essais de fatigue
En 1954, deux « Comet » explosèrent successivement en vol, et l’industrie
aéronautique britannique constata que le dimensionnement avec des marges de
calcul importantes, même vérifié par des essais statiques satisfaisants, ne suffisait
pas à garantir une durée de vie suffisante vis-à-vis des phénomènes de fatigue. Un
premier essai de fatigue sur un fuselage complet de Comet, immergé dans une cuve
remplie d’eau, et soumis à des cycles de pression répétés permit de reproduire le
phénomène à l’origine des accidents.
En 1955, un ingénieur de l’EAT (Gilbert Affre) se rendit à Farnborough pour
prendre connaissance de cette technique d’essais. Elle fut ensuite appliquée à
l’identique pour les essais de fatigue de « Caravelle » (1959-1962) (cf. figure 3, déjà
citée) : le fuselage, immergé dans une cuve, fut mis sous pression par la méthode
du « crève-tonneau » de Pascal. La voilure sortait de la cuve par des passages
étanches ; les efforts étaient appliqués par des vérins hydrauliques dont la section
était proportionnelle aux efforts à appliquer, de sorte que le seul paramètre à piloter
était la pression de la pompe hydraulique qui les alimentait.
Le même type de technique fut appliqué à l’Atlantic, au Transall, puis aux
Falcon 20 et 10, avec des améliorations portant sur la programmation analogique de
chaque voie d’effort.