L’apport de la métallurgie au progrés des aubes de turbines des moteurs aéronautiques

Dans les moteurs aéronautiques, les aubes de turbines des étages les plus chauds sont des pièces qui fonctionnent à très haute température. Elles conditionnent le rendement du réacteur, et elles sont donc l’objet d’une attention toute particulière. Leur développement mobilise des aérodynamiciens, des thermiciens, des métallurgistes et des mécaniciens.es progrès réalisés en conception mécanique et thermique ont été accompagnés par des progrès sur les matériaux. Le matériau traditionnel est un matériau de fonderie, comportant de gros grains, à base Nickel (photo du centre). Ayant constaté que les joints de grains étaient des sites privilégiés pour l’amorçage de petites fissures menant à la rupture de l’aube, les métallurgistes ont proposé de passer du matériau polycristallin à des alliages à solidification directionnelle (DS=”directionnally solidified” (à gauche sur la photo). Dans ce cas, tous les grains constituant la pièce ont un axe cristallin (001) en direction de l’axe de l’aube, les directions secondaires étant aléatoires. Ils ont ensuite réussi à fabriquer des aubes monocristallines (image de droite), par croissance cristalline à partir d’un germe sélectionné. L’aube a donc partout la même orientation cristalline, à savoir (001) dans l’axe de l’aube.