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Développement et essai de nouveaux matériaux haute température et de systèmes de protection thermique pour des applications de 1 500 à 3 000 °C. Champ de recherche à l'interface entre la technique réfractaire, la science des matériaux et la technologie de défense.
Recherche et développement : matériaux haute performance
Les exigences imposées aux matériaux haute température dans l'industrie de la défense dépassent de plus en plus les performances des matériaux réfractaires conventionnels. Les systèmes de protection thermique (TPS) pour véhicules de rentrée atmosphérique, les composites à matrice céramique (CMC) pour moteurs et les matériaux ablatifs pour tuyères de fusée exigent des matériaux capables de fonctionner de manière fiable entre 1 500 et 3 000 °C.
En collaboration avec des partenaires de recherche tels que les instituts Fraunhofer et le Centre allemand pour l'aéronautique et l'astronautique (DLR), SBS Refractory Service travaille à la transposition de son expertise réfractaire industrielle à ces applications extrêmes. Notre contribution réside dans la réalisation pratique : de l'échelle du laboratoire à la fabrication de prototypes, de l'idée matériau au composant qualifié.
Ce domaine est délibérément positionné comme un champ d'avenir. Toutes les technologies ne sont pas encore disponibles sous forme de produit fini — mais les bases sont posées et les travaux de développement battent leur plein.
Des procédés éprouvés et des équipements spécialisés pour des résultats optimaux.
Développement de matériaux et de structures capables de résister à des températures de rentrée atmosphérique jusqu'à 3 000 °C. Association d'isolation, d'ablation et de rayonnement pour une évacuation maîtrisée de la chaleur.
Matériaux CMC oxydes et non oxydes (SiC/SiC, Ox/Ox) pour un service continu entre 1 200 et 1 500 °C. Plus légers que le métal, plus résistants que les céramiques conventionnelles, tolérants aux dommages grâce au renfort fibreux.
Développement de matériaux à décomposition thermique contrôlée. Composites à résine phénolique, composites carbone-carbone (C/C) et matériaux UHTC (ZrB₂, HfB₂) pour températures extrêmes.
Conception et exploitation de bancs d'essai pour la caractérisation des matériaux en conditions extrêmes : souffleries à plasma, fours à rayonnement, bancs d'essai de chocs thermiques.
Structuré, transparent et dans les délais — telle est notre méthode.
Définition des conditions d'utilisation et des exigences matériaux conjointement avec le donneur d'ordre.
Profils température-temps, charges mécaniques, environnement chimique, géométrie. Recherche bibliographique et évaluation des approches existantes. Proposition de concept avec matériaux candidats.
Sélection et fabrication d'échantillons de matériaux, caractérisation à l'échelle du laboratoire.
Fabrication d'éprouvettes, essais mécaniques (résistance à la flexion, résistance à la compression, ténacité à la rupture), analyse thermique (conductivité thermique, coefficient de dilatation), essais d'ablation.
Passage de l'échelle du laboratoire à des dimensions représentatives du composant.
Fabrication de prototypes dans la géométrie réelle. Optimisation des paramètres de fabrication (frittage, CVI, infiltration de polymère). En collaboration avec des partenaires de recherche et des entreprises de fabrication spécialisées.
Démonstration des propriétés matériaux dans des conditions proches de l'utilisation réelle.
Essais sur démonstrateurs : essais en soufflerie à plasma pour les TPS, essais en gaz chauds de turbine pour les CMC, tests d'ablation sous flux thermiques réalistes. Documentation selon les normes aéronautiques et spatiales.
Transposition des matériaux et procédés qualifiés vers la préparation de la production en série.
Documentation de fabrication, concept d'assurance qualité, formation du personnel de production. Accompagnement des premiers lots de série. Optimisation continue des matériaux sur la base des données de terrain.
Tri, valorisation et élimination conformes de tous les matériaux générés.
CMC non oxyde à fibres de carbure de silicium dans une matrice SiC. Service continu jusqu'à 1 400 °C en atmosphère oxydante. 60 % plus léger que les superalliages à base de nickel pour une résistance comparable.
Composite de fibres de carbone dans une matrice carbone. Résistance spécifique la plus élevée de tous les matériaux à des températures jusqu'à 3 000 °C — mais uniquement sous gaz inerte ou sous vide (oxydation à partir de 500 °C à l'air).
Céramiques ultra-haute température aux points de fusion supérieurs à 3 000 °C. Développement de composites (UHTC + fibres SiC) pour des structures résistantes à l'oxydation sous les sollicitations thermiques les plus extrêmes.
Matériaux isolants nanoporeux à conductivité thermique inférieure à 0,015 W/mK. Extrêmement légers (masse volumique < 200 kg/m³), renforcés mécaniquement par une armature fibreuse. Domaine d'utilisation jusqu'à 1 200 °C.
Situations types dans lesquelles Recherche et développement : matériaux haute performance entre en jeu.
Développement de systèmes de protection thermique pour véhicules de rentrée atmosphérique et engins hypersoniques
Composants CMC pour les moteurs de nouvelle génération
Tuyères de fusée ablatives et tuyères d'expansion
Isolation haute température pour applications spatiales
Qualification de matériaux et construction de bancs d'essai pour conditions extrêmes
L'essentiel sur le thème Recherche et développement : matériaux haute performance
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