Composites pour UAV & drones

Les avions sans pilote et les drones pour les applications les plus diverses façonnent l’avenir de la mobilité.

Professionnel

Respect des exigences les plus strictes en matière de production et de processus pour les UAV et les drones.

Savoir-faire

Conformité certifiée aux spécifications des clients UAV & drones.

Vitesse

Des délais de réaction et de production rapides pour les drones.

Une construction légère pour des drones particulièrement efficaces

Fort de nombreuses années d’expérience dans l’industrie aérospatiale, le groupe Connova est également présent depuis quelques années dans le domaine des drones professionnels. Comme pour tous les appareils volants, la construction légère joue un rôle déterminant dans le domaine des aéronefs sans pilote.

Chaque kilogramme économisé sur le poids de la structure se traduit par une charge utile plus importante, une réserve de carburant plus importante, ou les deux. Notre expertise dans le développement et la fabrication de composants structurels légers garantit la réussite des projets de construction légère destinés à des drones particulièrement efficaces.

30 à 50 %

Réduction du poids spécifique grâce aux composites en fibre de carbone (CFK) par rapport aux alliages d’aluminium et de titane.
Source · ScienceDirect

1 kg

Pour les drones, chaque kilogramme de poids structurel économisé se traduit directement par une augmentation de la charge utile, de l’autonomie ou de la durée de vol.
Source · Connova Engineering

jusqu'à 80 %

Part des matériaux composites dans la masse structurelle des drones et des cellules d’eVTOL modernes de construction légère.
Source · Analyses sectorielles

EN 9100

Système de gestion de la qualité certifié pour l’aéronautique – la même norme que celle en vigueur dans l’aviation avec équipage.
Groupe Connova

Pourquoi recourir aux composites à fibres pour les drones et les UAV ?

Dans le cas des aéronefs sans pilote, la masse structurelle détermine les performances clés : charge utile, autonomie et durée de vol. La fibre de carbone renforcée de plastique (CFK) offre un rapport rigidité/résistance par rapport au poids impossible à atteindre avec l’aluminium ou le titane. C’est précisément pour cette raison que les composites à fibres constituent le matériau de référence pour les structures d’UAV exigeantes.

Poids réduit, grande rigidité

Les structures en PRFC réduisent considérablement le poids par rapport au métal tout en conservant leur stabilité dimensionnelle. Cela offre à chaque drone davantage de marge pour les capteurs, l’énergie ou l’autonomie.

Résistance à la fatigue et à la corrosion

Sous l’effet d’une charge cyclique, les composites renforcés de fibres se fatiguent plus lentement que de nombreux métaux et ne se corrodent pas, ce qui constitue un avantage pour les plates-formes à fréquence d’utilisation élevée ainsi que pour les applications maritimes ou en extérieur.

Intégration des fonctions

Plusieurs fonctions peuvent être intégrées dans un même composant : structure porteuse, surface aérodynamique et points de fixation dans un seul stratifié. Cela permet de réduire le nombre de pièces, le poids et les efforts de montage.

Radiotransparence pour les capteurs

Les stratifiés en fibre de verre sont perméables aux ondes électromagnétiques et conviennent à la fabrication de capots d’antennes et de radômes sans nuire à la liaison radio de la charge utile.

Stabilité thermique

Grâce à un système Matrix adapté, les composants conservent leurs dimensions sur toute la plage de températures d’utilisation, depuis le froid en altitude jusqu’à la chaleur régnant à proximité du moteur.

Conception selon les règles relatives aux matériaux composites

Les composites obéissent à des règles de conception différentes de celles des métaux. Les chemins de charge, la structure des stratifiés et l’orientation des fibres sont spécialement adaptés à la structure de chaque drone.

Composants en matériaux composites pour drones et UAV

La rencontre de la légèreté et de la durabilité : des technologies composites qui font la différence dans le secteur des drones et des UAV - pour des performances optimales, une efficacité maximale et des solutions durables.

Compétences et solutions

De l’architecture globale du système aux composants structurels individuels et aux sous-ensembles, y compris les pales de rotor et les réservoirs de carburant conformes, nous offrons à nos clients une gamme complète de services de conception et de fabrication pour les drones et les véhicules aériens sans pilote. Notre manuel de qualité est certifié par l’aviation selon la norme EN 9100.

Spécialisé dans vos besoins

En tant qu’experts en solutions composites pour drones et UAV, nous proposons une large gamme de services : Conseil, développement de produits de drones, conception et calcul de pièces de drones et optimisation de systèmes de drones et de drones.

Production de composants en fibre composite

Grâce à notre longue expérience dans la fabrication de composites haute performance destinés aux drones et aux UAV, nos experts vous garantissent la méthode de production la plus efficace pour votre produit UAV, tout en respectant les normes de qualité les plus strictes et en assurant une fiabilité de livraison optimale.

Propriétés mécaniques des stratifiés en PRFC. Comparaison entre le PRFC et l'aluminium : résistance à la traction 1 500 – 2 000 MPa, module 230 GPa, module d'élasticité

Une précision exacte pour des produits finis optimaux

Nous proposons une gamme complète de services CNC spécialement conçus pour le modélisme, la fabrication de moules et l’usinage final de composants composites dans les drones et les UAV, toujours avec une garantie de précision à 100%.

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Du processus de fabrication à la finition

Nous proposons une large gamme de services d’usinage mécanique et d’assistance qui peuvent faire partie du processus de production de vos composants de drones et de drones composites ou être proposés comme support complémentaire à votre propre fabrication.

Applications et types de plateformes

Des aéronefs à voilure fixe aux drones cargo : nous développons et fabriquons des structures en matériaux composites pour l’ensemble des plateformes sans pilote.

Aéronefs à voilure fixe / Fixed-Wing

Levés topographiques, cartographie et surveillance. Les fuselages légers en fibre de carbone et les longerons d’aile prolongent l’autonomie et la durée de vol.

Multirotor et VTOL

Des bras de flèche et des structures de châssis rigides et légers, garantissant une stabilité de vol et une charge utile accrue.

eVTOL et mobilité aérienne avancée

Structures primaires et cellules soumises à des contraintes élevées, pour lesquelles la reproductibilité doit répondre à des exigences proches de celles du secteur aéronautique.

Drones de transport de fret et de logistique

Structures porteuses et réservoirs conformes pour optimiser l’autonomie et la charge utile – comme dans la gamme Aero2.

ISR et défense

Plateformes de reconnaissance et de surveillance soumises à des exigences en matière de poids, de rigidité et de contrôle de la signature.

Plates-formes en hauteur (MALE/HALE)

Des structures ultra-légères et très rigides, conçues pour une longue durée de vie à haute altitude.

Types de composants pour les drones

Du simple composant à la structure primaire complète : voici la gamme de composants en matériaux composites que nous développons et fabriquons pour les drones.

composant

Fonction

Matériau courant

Fuselage et cellule
Structure porteuse primaire, chemins de charge, interfaces
CFK IM, sandwich
Ailes et longerons
Flottabilité, rigidité à la flexion et à la torsion
CFK IM/HM
Pales de rotor et hélices
Poussée, soumise à des contraintes dynamiques élevées
CFK, stratifié hybride
Réservoirs conformes
Volume de carburant, le cas échéant, prise en compte dans le calcul du centre de gravité
CFK, membrane barrière
Structures de charge utile et de cardan
Supports rigides et légers pour les capteurs
CFK HM
Antennes et radômes
Protection transparente aux radiofréquences de la liaison radio

PRV (fibre de verre E/S)

Train d'atterrissage et jambes d'atterrissage
Consommation d'énergie au décollage et à l'atterrissage

CFK, stratifié à ressorts

Habillages et volets
Aérodynamique, accès pour la maintenance
Sandwich CFRP/GFRP

Systèmes de matériaux

Les matériaux de fibre, de matrice et de cœur que nous utilisons pour les applications de drones. Chaque combinaison est conçue pour répondre aux exigences spécifiques en matière de charge, de température et de quantité.

Matériau

Application typique des drones

Caractéristiques principales

Fibre de carbone HT (module standard)
Fuselage, carénages, structures secondaires
Résistance · Rentabilité · Large disponibilité
Fibre de carbone IM (module intermédiaire)
Longerons d'aile, structures primaires, cellules
Rigidité accrue · qualité de niveau aéronautique
Fibre de carbone HM (haut module)
Flèches, supports de charge utile et supports d'antenne pour lesquels la rigidité est un critère déterminant
Rigidité maximale · finition soignée
Fibre de verre (verre E/S)
Radômes, capots d'antennes, pièces résistantes aux chocs
Transparent aux UV · bonne résistance · rapport qualité-prix intéressant
aramide
Composants résistants aux chocs et aux dommages, structures de protection
Haute résistance aux chocs et à la fatigue
Préimprégné époxy (durcissement à basse température)
La plupart des structures de drones, en petites séries
Bonnes propriétés mécaniques · moules économiques grâce à un durcissement à une température inférieure à 120 °C
Noyau en sandwich (Nomex® / mousse)
Stabilisateurs, panneaux, volets
Rapport rigidité/poids maximal

Comparaison des procédés de fabrication

Le choix du procédé est tout aussi déterminant que celui du matériau. Nous maîtrisons en interne l’ensemble des procédés et faisons notre choix en fonction de la géométrie, des contraintes de charge et du volume de production.

Procédure

Idéal pour les drones (UAV)

Volume de production en série

Coûts d'outillage

Coûts d'outillage

Autoclave pour préimprégnés
Structures primaires, cellules soumises à de fortes contraintes
petites et moyennes
moyen
Une expertise complète
RTM (moulage par transfert de résine)
Géométries intégrées complexes, reproductibles
moyen à élevé
élevé
Une expertise complète
Presses à chaud
Structures secondaires reproductibles, petites pièces
élevé
moyen
Une expertise complète
Technique d'enroulement (Filament Winding)
Tubes, arbres, flèches, réservoirs sous pression
moyen à élevé
faible à moyen
Une expertise complète
Infusion sous vide
Grandes structures, coques d'ailes
faible à moyen
faible
Une expertise complète
Laminage humide
Prototypes, réparations, projets expérimentaux
faible
très faible
Une expertise complète

Taylan Toprak

Head of Sales & Project Management, Connova Group

Taylan Toprak est titulaire d’un diplôme d’ingénieur (Diplom-Ingenieur) en ingénierie aérospatiale de la Technical University of Munich (diplômé en 1993) et possède plus de 30 ans d’expérience dans le domaine de l’aérospatiale. En tant que Head of Sales & Project Management chez Connova Group, il associe une expertise approfondie des composites à une vision stratégique du marché pour des segments émergents tels que les systèmes UAV et les drones. Son parcours comprend plus de 17 ans à des postes de direction dans l’industrie des composites, allant de la production certifiée en grande série pour l’aviation habitée à des productions agiles en petites séries pour les plateformes non habitées.

Pourquoi vous pouvez tirer profit de son expertise :

„Les UAV et les drones imposent des exigences uniques en matière de poids, de rigidité et de reproductibilité. Nous apportons les standards de qualité de l’aviation habitée au monde non habité, en fournissant des composites fiables à l’échelle industrielle.“

— Taylan Toprak, Head of Sales & Project Management, Connova Group

La certification EN 9100 allie excellence et performance dans le secteur aérospatial

Outre notre certification ISO 9001 standard, nous sommes fiers de détenir la certification EN 9100, plus exigeante, relative au système de gestion de la qualité pour l’industrie aérospatiale. Nous garantissons une qualité contrôlée et mesurable, de l’approvisionnement en matériaux jusqu’à la livraison du produit fini. Grâce à nos équipements de contrôle de haute précision, nous répondons aux normes industrielles les plus strictes. Faites-nous confiance lorsqu’il s’agit de précision et d’assurance qualité constante.

Nos réussites en matière de drones

Structures primaires pour Aero2

Le groupe Connova est le maître d’œuvre chargé de la fabrication de la structure primaire du drone cargo Aero2 de Dufour Aerospace. Cette structure porteuse comprend les sous-ensembles principaux « ailes » et « fuselage », ainsi que de nombreux autres composants secondaires. L’ensemble de la structure est fabriqué selon la technique du PRFC – en recourant à des principes de conception parfois très innovants, utilisés pour la première fois au monde pour ce type de composants. Tout à fait dans l’esprit de : « New Ways in Composites ! »

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Réservoir de carburant en CFK

L’intégration d’un réservoir dans un drone déjà très compact représente généralement un défi particulier. Non seulement le contrôle précis du centre de gravité est une exigence importante, mais se pose également la question fondamentale de savoir si le réservoir doit supporter des charges structurelles, et dans quelle mesure. L’optimisation du poids, l’étanchéité, le contrôle du centre de gravité et la protection contre les vagues font d’un réservoir en PRFC un réservoir en PRFC « volant ». Nous sommes fiers d’avoir déjà mené à bien divers projets de réservoirs pour des aéronefs – la forme extérieure ne constitue pour nous aucune contrainte.

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Pale de rotor en PRFC

Chaque hélice – qu’elle soit destinée à un moteur ou à un hélicoptère – nécessite des pales adaptées à sa taille et à sa puissance. La précision et la qualité influencent les performances et la fiabilité de l’appareil. Les solutions commerciales ne sont souvent pas disponibles pour des pales répondant à ces exigences. Les ingénieurs de Connova ont donc défini les spécifications, développé, testé et validé, en collaboration avec le client, des pales de rotor en CFRP pour un drone de plus de 100 kg. Les données relatives aux matériaux et au développement ainsi obtenues constituent un atout pour des projets similaires.

Dufour Aerospace – Cellule en composite Aero2

Le groupe Connova a le plaisir de confirmer sa sélection en tant que fournisseur principal pour la cellule en matériaux composites Aero2 de Dufour Aerospace. Les principaux sous-ensembles de la cellule – l’aile principale, le fuselage et le puits de moteur – sont fabriqués sur le site de production de Connova AG à Villmergen (Argovie), en Suisse.

Composites pour drones destinés à la défense et aux missions ISR

Les plateformes de reconnaissance et de surveillance sans pilote imposent des exigences particulières en matière de construction légère, de rigidité et de reproductibilité. Connova fabrique des structures en PRFC légères et hautement résistantes destinées aux applications de défense et ISR, allant du fuselage aux structures de charge utile.

Applications et types de plateformes

Des aéronefs à voilure fixe aux drones cargo : nous développons et fabriquons des structures en matériaux composites pour l’ensemble des plateformes sans pilote.

Quels sont les avantages des matériaux composites à base de fibres (CFRP) pour les drones et les UAV ?

Le CFK offre un rapport rigidité/résistance sur poids supérieur à celui de l’aluminium et du titane. Chaque kilogramme de poids structurel économisé augmente directement la charge utile, l’autonomie ou la durée de vol des drones. À cela s’ajoutent la résistance à la fatigue et à la corrosion, ainsi que la possibilité d’intégrer plusieurs fonctions dans un seul composant.

Fuselages et cellules, ailes et longerons, pales de rotor et hélices, réservoirs de carburant conformes, structures de charge utile et de cardan, antennes et radômes transparents aux ondes radio, trains d’atterrissage ainsi que carénages et volets – des composants individuels à la structure primaire complète.

Oui. Connova transforme les prototypes en petites et moyennes séries reproductibles – ce qui correspond à la taille de lot habituelle sur le marché des drones. Les procédés (autoclave pour préimprégnés, RTM, moulage à chaud) sont choisis en fonction du nombre de pièces, de la géométrie et des exigences en matière de charge.

Autoclave pour préimprégnés, RTM, pressage à chaud, technique d’enroulement, infusion sous vide et stratification humide : toutes ces techniques sont prises en charge en interne et combinées en fonction des besoins spécifiques de chaque projet.

Par rapport aux alliages d’aluminium et de titane, il est possible d’obtenir, selon les composants, une réduction de 30 à 50 % du poids de la structure.

Oui. Le système de gestion de la qualité est certifié selon la norme EN 9100 pour le secteur aérospatial, complétée par la norme ISO 9001. Ainsi, les structures sans pilote sont soumises à la même norme de qualité que celle applicable à l’aviation avec équipage.

Oui. Ces deux projets ont été menés à bien en tant que projets de référence – notamment en ce qui concerne le contrôle des points critiques et l’étanchéité du réservoir, ainsi que la conception et la qualification des pales de rotor pour les drones de plus de 100 kg.

Oui. Nous fournissons des structures légères et rigides destinées aux plates-formes de reconnaissance et de surveillance. Pour en savoir plus, consultez la page « Composites pour la défense ».

De l’étude de faisabilité et de la conception au développement des procédés et au prototypage, jusqu’à la production en série sous contrôle qualité : un seul interlocuteur vous accompagne tout au long du cycle de vie du produit.

Oui. Les composites en fibre de verre sont transparents sur le plan électromagnétique et protègent la liaison radio de la charge utile sans la perturber.

Consultation sans engagement pour les solutions UAV / drones

Des décennies d’expérience acquise grâce à d’innombrables projets de construction légère. Prenons rendez-vous pour un entretien téléphonique afin de déterminer si nous sommes le partenaire qu’il vous faut. Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller gratuitement et sans engagement.

Termes techniques relatifs à la technologie des réseaux de drones

Notions clés relatives au développement et à la fabrication de matériaux composites destinés aux aéronefs sans pilote – à titre de référence pour les services des achats, la gestion de projet et l’évaluation technique.

UAV / UAS

Véhicule aérien sans pilote ou système aérien sans pilote : l’appareil volant et l’ensemble du système composé du drone, de la station au sol et de la liaison de données.

CFK / CFRP

Plastique renforcé de fibres de carbone – catégorie de matériaux dominante pour les structures de drones soumises à des contraintes élevées.

eVTOL

Electric Vertical Take-Off and Landing – aéronef à décollage et atterrissage verticaux électriques, élément central de la mobilité aérienne avancée.

GFK / GFRP

Plastique renforcé de fibres de verre – électromagnétiquement transparent, destiné aux radômes et aux capots d’antennes.

MTOW

Masse maximale au décollage – masse maximale au décollage ; elle détermine la conception structurelle et la catégorie de certification.

Préimprégné

Fibre préimprégnée de résine partiellement durcie ; stockée à basse température, mise en œuvre sous l’effet de la chaleur et de la pression.

Charge utile (Payload)

Masse des capteurs ou du fret transportable. La construction légère augmente directement la charge utile disponible.

Monocoque

Construction en coque autoportante, dans laquelle l’enveloppe extérieure supporte les charges structurelles.

Endurance

Durée de vol maximale. La réduction du poids de la structure prolonge la durée de vie.

structure en sandwich

Deux fines couches de revêtement sur un noyau léger (Nomex®/mousse) pour une rigidité maximale et un poids minimal.

BVLOS

« Beyond Visual Line of Sight » – Exploitation hors de portée visuelle, avec des exigences accrues en matière de fiabilité.

Réservoir conforme

Réservoir de carburant intégré à la géométrie de l’appareil, pouvant éventuellement servir d’élément porteur.

MALE / HALE

Moyenne ou haute altitude, longue endurance – des plates-formes en altitude conçues pour de longues périodes d’immobilisation.

Tg (température de transition vitreuse)

Température à partir de laquelle la matrice se ramollit ; elle détermine la limite supérieure de la plage de température d’utilisation.

Des composites pour tous les secteurs d'activité

Aviation

Dans le secteur aéronautique, la proportion de matériaux composites dans les composants est traditionnellement élevée et peut atteindre 60 %.

UAV / drones

Les aéronefs sans pilote et les drones, destinés à des applications très variées, façonnent l’avenir de la mobilité.

Aérospatiale

Les structures en composite de fibre de carbone, à la fois très légères et extrêmement rigides, constituent la norme pour les applications exigeantes dans le domaine aérospatial.

Sport automobile et industrie automobile

Les structures en matériaux composites ont marqué le monde de la course automobile depuis ses débuts. Depuis plus de 30 ans, nous transposons cette technologie sur la route.

Ingénierie

Les composites obéissent à des principes de conception différents de ceux des métaux. Ce savoir-faire est inscrit dans notre ADN – c’est un avantage pour vous.

Industrie et automatisation

Les composants en matériaux composites prennent de plus en plus d’importance dans la construction mécanique, l’automatisation et la robotique.

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