Dépôt de revêtements durs résistants à l'érosion sur la surface interne de cathodes creuses pour des applications en aérospatiale

Le domaine de l'aérospatiale montre une évolution spectaculaire depuis le siècle dernier, grâce aux développements de la science et notamment à celle des matériaux. En effet, si au début le défi était d'être capable d'envoyer des hommes dans les airs, il est maintenant de les y maintenir. Certaines conditions environnementales engendrent une dégradation prématurée des appareils volants. C'est notamment le cas des particules abrasives et érosives présentes dans l'air au-dessus de la surface de la Terre, qui occasionnent une dégradation de certaines parties du moteur de ces appareils par impacts. L'accumulation des dommages baisse les performances de ces derniers et peut mener, dans certains cas, à leur arrêt prématuré ce qui, en plus des frais de fonctionnement additionnel, menace la sécurité des occupants de l'appareil. La domination des airs n'est pas sans danger puisque certaines catastrophes ont entrainé la perte de plusieurs centaines de vies par le passé. C'est ce qui motive les acteurs du domaine à se pencher sur des solutions pour pallier ce type de problèmes afin de répondre à la demande sans cesse croissante, tout en assurant un niveau de sécurité optimal. Même si plusieurs composantes du moteur d'avion sont conçues pour être soumises à des conditions extrêmes, il n'en reste pas moins que certaines peuvent entraîner l'arrêt brusque de l'équipement après leur défaillance. C'est le cas notamment du diffuseur qui assure la circulation de l'air entre les différentes parties du moteur. Celui-ci est très sensible à l'usure due à l'érosion par impacts de particules solides (EIPS). Il existe quelques solutions pour éviter l'accumulation de particules dans le moteur comme l'utilisation de filtres à particules, mais elles ne sont pas très attrayantes. Les avancées du domaine de l'ingénierie de surface permettent d'offrir des revêtements protecteurs - à l'érosion notamment - de plus en plus performants et pour une vaste gamme de surfaces. Par exemple, l'utilisation de revêtements durs de nitrure de titane (TiN) sur les rotors d'un moteur à turbine à combustion peut, en milieu désertique, augmenter sa durée de service jusqu'à vingt fois. Par contre, des pièces à la géométrie complexe présentent des zones à l'accès direct limité, dites hors ligne de visée (HLDV), telles les entrées d'air du diffuseur qui restreignent les possibilités en matière de dépôt d'un revêtement. Dans ce cadre, nous nous sommes tournés vers la technique du dépôt en phase vapeur chimique assisté par plasma (PECVD) pour ses capacités de dépôt HLDV tout en offrant des revêtements durs performant pour la protection contre l'EIPS.