Technologies de surveillance de l'état des structures

 

Aperçu des services techniques

En plus de son infrastructure de recherche en surveillance de l'état des structures, de renommée internationale, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) offre une expertise ciblée en détection et en caractérisation des dommages, ainsi qu'en surveillance des charges, dans ses installations d'Ottawa et de Boucherville. Ces connaissances, qui constituent la valeur ajoutée du CNRC, assureront l'intégrité structurale des aéronefs futurs et permettront de réduire tant la maintenance que le poids de ceux-ci.

Ce que nous offrons

Le CNRC offre des installations, de l'équipement et des compétences spécialisées à des fins d'évaluation et d'essais structuraux pour une plage étendue de charges et de conditions environnementales. Nous pouvons exécuter des essais de charge statique et cyclique sur n'importe quoi, qu'il s'agisse de simples éprouvettes ou d'aéronefs à l'échelle réelle. Nous pouvons également réaliser des essais visant à confirmer l'intégrité structurale ou à démontrer la conformité des structures aérospatiales à la réglementation. Les essais de surveillance de l'état des structures sont réalisés au moyen des bancs d'essai suivants :

Surveillance des dommages

Ce banc d'essai fait appel à un caisson de voilure à longerons et nervures en aluminium, fabriqué avec des longerons métalliques interchangeables et des revêtements en matériaux composites et métalliques. L'équipe du CNRC chargée de la surveillance de l'état des structures a mis au point des procédures spécifiques pour agrandir des fissures cachées partant de trous ou de sections du revêtement, des longerons et des nervures. La structure peut être soumise à une charge de fatigue au moyen d'un spectre aérospatial réaliste. L'installation d'essai d'Ottawa permet aux collaborateurs d'utiliser les bancs d'essai du CNRC pour évaluer les capacités de leurs systèmes de surveillance de l'état des structures et la fiabilité avec laquelle les dommages peuvent être détectés et quantifiés dans des structures aérospatiales de plus en plus complexes. À l'installation d'essai de Boucherville, on a élaboré des transducteurs ultrasoniques intégrés pour la surveillance de l'état des structures ou la maintenance préventive. Ces transducteurs présentent les avantages suivants : aucun matériau de couplage n'est requis pour les ultrasons; ils peuvent être utilisés à des températures élevées, sont auto-amortisseurs, offrent une gamme de fréquences centrales et à large bande de 2 à 20 MHz et plus, et peuvent effectuer la transformation conforme de structures de flexibilité mécanique et de forme géométrique complexes.

Surveillance des charges

Ce banc d'essai permet d'évaluer les capacités des systèmes de surveillance des charges au moyen d'une simple poutre en porte-à-faux en aluminium de dix-huit pieds de longueur servant à mesurer les charges de flexion, de torsion et de cisaillement. Les bancs d'essai de surveillance des charges sont bien caractérisés et documentés, et fournissent des conditions d'essai réalistes qui reproduisent celles auxquelles les structures aérospatiales sont soumises pendant leur durée de vie utile.

Surveillance des dommages et des charges

Ce banc d'essai fait appel à des structures d'aéronefs de recherche instrumentés et à des structures de vrais aéronefs, comme une aile de chasseur CF188 ou une poutre fuselage d'hélicoptère. Ce banc d'essai offre les scénarios réalistes les plus complexes. Des systèmes de surveillance des charges et de l'état des structures de niveau de maturité technologique élevé sont donc requis pour parvenir à détecter les charges et les dommages réalistes auxquels cette structure aérospatiale peut être soumise.

Les chercheurs du CNRC disposent d'une variété de capteurs et de diverses techniques pour détecter et quantifier les dommages aux points névralgiques des structures d'aéronefs. Les techniques à leur disposition comprennent les systèmes de détection de fissures montables en surface, la surveillance de l'état des structures par ultrasons, les réseaux de Bragg sur fibre optique, les microsystèmes électromécaniques et les technologies sans fil.

Système de détection de fissures montable en surface (SDFMS)

Le système de détection de fissures montable en surface (SDFMS), mis au point par le CNRC, utilise un capteur applicable par peinture pour détecter les dommages sur les petites et grandes structures de cellules d'aéronef. La nature conductrice du SDFMS lui permet d'être interrogé au moyen de signaux basse tension et avec un minimum d'énergie, pendant ou après le vol. Une trousse d'installation comprenant les instructions et le matériel requis pour l'installation et l'utilisation de cet ensemble de capteurs a été fabriquée.

Surveillance de l'état des structures par ultrasons

Le CNRC a accès au système de surveillance de l'état des structures par ultrasons d'Acellent Inc., qui se compose d'un réseau de capteurs et de commandes piézoélectriques pouvant générer de nombreux types d'ondes diagnostiques pour permettre la visualisation des changements structuraux en temps réel.

Technologie sans fil

En plus d'intégrer des émetteurs sans fil à ses capteurs de surveillance de l'état des structures, le CNRC élabore des algorithmes et des logiciels personnalisés pour la surveillance des dommages et des charges. Les capteurs utilisés comprennent notamment des extensomètres, des capteurs de déplacement, des capteurs piézoélectriques, des microsystèmes électromécaniques, des capteurs à fibres optiques et des capteurs de température.

Pourquoi travailler avec nous

Les chercheurs et le personnel technique du Centre de recherche en aerospatiale du CNRC sont reconnus pour leur capacité de concevoir et d'élaborer des programmes d'essais visant à satisfaire aux normes de conformité des autorités en matière de navigabilité aérienne et spatiale, d'exécuter presque tous les essais de l'American Society for Testing and Materials (ASTM), d'élaborer des programmes d'essais normalisés ou uniques et de maintenir des liens avec les organismes d'essai nationaux et internationaux. Fait plus important encore, ils exécutent le travail à temps et à des tarifs concurrentiels.

Frais

Les essais sont réalisés contre rémunération à l'acte, à des tarifs concurrentiels qui incluent le soutien de pilotes d'essai, de techniciens spécialisés, d'agents de recherche et d'ingénieurs. Selon la nature de la demande, nous proposons aussi des possibilités de recherche et des occasions d'affaires pouvant aboutir à une entente de collaboration ou à un consortium. Communiquez avec nous pour discuter des options envisageables et élaborer un plan sur mesure qui répond à vos besoins en matière de technologie.

Contactez-nous

Dean Flanagan, Chef, Relation avec les clients
Téléphone : 613-990-8319
Courriel : Dean.Flanagan@nrc-cnrc.gc.ca