Produits industriellement dès 1910 et utilisés pour la construction des Breguet XIV dès 1916, les duralumins (alliages Al-Cu-Mg) sont les premiers alliages d'aluminium à durcissement structural ayant permis le développement de l'aéronautique. Plus faciles à travailler et représentant un gage de sécurité, ils ont très vite supplanté le bois et la toile initialement utilisés. Et bien que les alliages Al-Zn-Cu de la famille 7xxx et les matériaux composites soient aujourd'hui majoritaires dans la construction des avions, ces alliages Al-Cu-Mg de la famille 2xxx restent le matériau de référence pour les structures aéronautiques. Cependant, même s’il est un matériau industriel récent et largement utilisé, avec une grande production de documents écrits, il existe une perte d'informations liée à la politique d'archives appliquée par les industriels. La gestion de ces dernières étant lourde et coûteuse, un tri est fait quand les documents sont considérés comme dépassés. Cette perte d'information touche particulièrement les données physico-chimiques des matériaux utilisés pour la construction des avions mais aussi l'explication des choix techniques des avionneurs.
La rénovation du Breguet 765 Sahara n°504 64-PH est une opportunité d'étudier les duralumins aéronautiques de la fin des années 1950. Cet avion présente deux intérêts. D’une part, il est en cours de rénovation par l'association les Ailes Anciennes Toulouse. Étant destiné à l’accueil de visiteurs, de nombreuses pièces corrodées sont déposées et remplacées. Il est alors possible de les récupérer, avant que les pièces ne soient jetées et définitivement perdues avec les informations qu'elles contiennent. D’autre part, la construction de cet avion se situe dans la période d'après-guerre. En plus de l'intérêt que manifeste l’État pour l'aéronautique comme symbole de relèvement de la France, ces alliages d'aluminium sont à cette époque maîtrisés suite aux efforts de production d'avions militaires de la Seconde Guerre.
En comparant l'analyse en laboratoire des matériaux arrivés jusqu'à nous avec les documents d'archives et la documentation actuelle, il est donc possible d’entreprendre un retour sur expérience. Nous pouvons envisager de comparer ce qui a été réalisé avec ce qui a été initialement prévu lors de la conception de l'avion et de compléter les données connues de ces matériaux avec les techniques d'analyses métallurgiques actuelles.
Les études que nous avons menées comportent une analyse de la nature et de la microstructure des alliages, de l'échelle microscopique (microscopie optique, microscopie électronique à balayage, diffraction des rayons X) à l'échelle nanoscopique (microscopie électronique en transmission, sonde atomique tomographique), mais également des propriétés mécaniques (essais de dureté et de traction). En l’absence de rapport d'analyse d’époque qui nous informerait sur l'état initial réel des matériaux utilisés, les documents d'archives utilisés pour référence sont : les revues scientifiques et techniques, qui nous renseignent sur le contexte métallurgique et aéronautique de l'époque, certains standards Breguet qui nous renseignent également sur le type de matériaux qu'utilisaient le constructeurs et les documents spécifiques au Breguet 765 sur les matériaux prévus pour sa construction. Cette approche croisée, couplant étude des matériaux et recherches en archives permet de retracer l’évolution des alliages et des techniques de fabrication associées dans un contexte national précis (politique et industriel). Ces alliages peuvent également constituer une première référence des duralumins aéronautiques des années 1950 et contribuer à l'étude de l'évolution sur de grandes échelles de temps des propriétés mécaniques par rapport aux valeurs minimum exigées du constructeur. |
Industrially produced since 1910 and used for the construction of Breguet XIV in 1916, the duralumins (Al-Cu-Mg alloys) are the first age-hardening aluminum alloys that were at the origin of the aeronautics development. Easier to work and representing a guarantee of security, they quickly supplanted wood and hessian originally used. Although Al-Zn-Cu alloys of the 7xxx family and composite materials are more widely used today, these Al-Cu-Mg alloys of the 2xxx family remain the reference material for aircraft structures. However, although it is an industrial material, with a large production of written documents, the archiving policy applied by manufacturers causes a loss of information. The management of documents is indeed difficult and expensive. Companies throw files away when the data are considered as out of date. There is thus a difficulty to retrieve pertinent chemical and physical data of material used in aircraft construction, but also to understand the choices made about the material and process used by the manufacturers.
The renovation of the Breguet 765 Sahara n°504 64-PH is an opportunity to study aeronautical duralumins of the late 1950s. This aircraft is interesting for two reasons. On the one hand, it is being renovated by the association Ailes Anciennes Toulouse. Due to corrosion, a lot of elements need to be replaced. It is then possible to recover these elements before they are permanently lost, with the information contained therein. Moreover, this aircraft was built in the post-war period. In addition to interest of the French state for aeronautics as recovery symbol, these alloys are well exploited due to the large production of military aircraft during the Second World War.
By comparing laboratory analysis with archival and current literature, it is possible to give a feedback on these ancient materials. We can compare what was done with what was originally planned in the design of the aircraft and complete the known data of these materials with current metallurgical technical analysis. These studies include an analysis of the nature and microstructure of the alloys from the microscopic scale (optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction) at the nanoscale (transmission electron microscopy, atom probe tomography), but also the mechanical properties (hardness and tensile testing). As analysis reports which can inform us about the initial state of the materials used do no longer exist, archival documents used for reference come from various sources: scientific and technical journals which inform us about the metallurgical and aeronautical context of the era, some Breguet standards which also provide information about the type of materials used by the manufacturers and Breguet 765 specific documents on materials intended for this aircraft. The approach coupling materials analysis and archives documents allows the understanding of these alloys evolution (nature and fabrication) in a a specific context (political and industrial). These alloys can also be a first reference for aeronautical duralumins of the 1950s and contribute to the study of the long-term evolution of mechanical properties compared to minimum values required by the manufacturer.
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