22 FÉVRIER 2022 - Le Centre technologique en aérospatiale (CTA) affilié au cégep Édouard-Montpetit, vient d'obtenir une subvention de 1 M$ de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) qui complète le financement requis pour acquérir les équipements nécessaires à la fabrication et à la caractérisation de matériaux composites à matrice céramique. Le ministère de l’Économie et de l’Innovation (MEI) a pour sa part accordé la même somme en 2021. Développement économique Canada et huit entreprises sont également partenaires de ce projet de recherche. 

« Le CTA sera ainsi en mesure de soutenir les entreprises, en particulier les PME, qui souhaitent produire des pièces avec ces nouveaux matériaux, se réjouit son directeur général, Francis Archambault. Plus d’une demi-douzaine d’entreprises québécoises ont d’ailleurs déjà signifié leur intérêt à profiter de notre expertise en recherche appliquée afin d’intégrer ce type de production novateur à leurs activités. »

Réduire l’impact environnemental des aéronefs

Les composites à matrice céramique sont légers, extrêmement résistants, ils tolèrent de très hautes températures ainsi que des environnements d’opération agressifs, et certains sont presque aussi durs que le diamant. Cela ouvre la porte à leur utilisation dans les sections les plus chaudes des moteurs ou dans les boucliers thermiques des engins spatiaux, par exemple.

Ils contribueront à réduire l’empreinte environnementale des aéronefs en permettant de rehausser la température de combustion des turbomoteurs pour mieux brûler le carburant et produire ainsi moins de gaz polluants. En outre, ils diminuent le poids de ces moteurs, ce qui se traduit par une baisse significative de la consommation de carburant pour une même charge utile à bord des avions.

Un nouveau marché pour des PME

« Ces nouveaux matériaux aux propriétés très prometteuses sont encore très peu utilisés de manière industrielle, explique François LeBel, chef du secteur des composites et matériaux avancés au CTA. Avant de produire une pièce en série, on doit d’abord identifier les caractéristiques recherchées. Ensuite, il faut déterminer la meilleure méthode de fabrication pour y arriver car le produit final dépend d’une grande variété de facteurs allant de la combinaison des matériaux, soit les fibres et les résines, jusqu’aux conditions de mise en œuvre comme le cycle de température des fours. De nombreux essais de validation sont donc nécessaires, tout comme le ferait un pâtissier qui met au point une nouvelle recette. »

 Des équipements rares au Canada

Reconnu pour son expertise de haut niveau en fabrication de composites, le CTA effectue depuis plus de 25 ans de la recherche appliquée sur l’ensemble des étapes de production de composites à matrice polymère. Les composites à matrice céramique nécessitent des étapes de mise en œuvre supplémentaires afin de convertir en céramique la matrice polymère, qui est l’un des constituants de départ du matériau. Ainsi, après avoir produit une pièce en composites à matrice polymère, il faut notamment procéder à un nouveau traitement thermique (pyrolyse ou frittage) permettant de brûler certaines matières organiques qui seront remplacées au besoin, par infiltration capillaire, par une autre substance devant être durcie à son tour.

Les sommes reçues dans le cadre de ce projet seront investies notamment dans l’achat et l'installation de deux fournaises à très haute température et à atmosphère contrôlée capables de recevoir des pièces de grande dimension, afin de réaliser ces étapes supplémentaires de conversion. Ces équipements de grande capacité sont actuellement très rares dans l’ensemble du Canada, et ils ne sont généralement pas accessibles aux PME. Des appareils perfectionnés de caractérisation des matériaux ainsi que de préparation des échantillons seront également acquis.

Une collaboration profitable

« Le soutien du CTA peut être crucial lors de l’étape de développement, ajoute Francis Archambault, car il permet aux petites entreprises de mettre au point des produits innovants tout en limitant les coûts et les risques technologiques encourus. Nous les aidons à valider et à optimiser leurs processus de production avant d’acheter des équipements coûteux, leur permettant ainsi d’effectuer les meilleurs choix en fonction de leurs besoins réels. »

De plus les entreprises qui travaillent avec le CTA ont accès à l’expertise de toute une équipe couvrant l’ensemble des étapes de production d’une pièce en composites à matrice céramique, soit sa mise en forme, son usinage et son inspection non destructive.

Partenaires

L’acquisition et l’installation de ces équipements nécessitent des investissements de près de 3,1 M$ qui sont financés grâce à une subvention de 1 M$ de la Fondation canadienne pour l’innovation, à une subvention de 1 M$ du ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec, à une subvention d’environ 330 000 $ de Développement économique Canada, ainsi que des contributions industrielles de huit entreprises partenaires équivalant à un total de près de 787 000 $.