Composites pour l'aérospatiale

Les structures composites en fibre de carbone très légères et ultra-rigides sont la norme pour les structures exigeantes dans l’industrie spatiale.

ESA
MT-Aerospace
Thales_Alenia_Space
Almatech
Au-delà de la gravité
unibern0v2
University of Zurich

KNOW-HOW

15 ans d’expérience dans l’aérospatiale

COMPOSITES

Des structures ultra-rigides pour les conditions difficiles de l’espace

INDIVIDUALITÉ

Solutions spécifiques au projet selon les exigences du client

15+

Des années d’expérience dans les programmes spatiaux européens
Source · Connova Group

~10⁻⁷

Dilatation thermique du CFK : réglable grâce à l’orientation des fibres pour une stabilité dimensionnelle optimale

1.5 m³

Espace d’installation type pour les structures spatiales chez Connova

ESA-PME

Statut — fournisseur agréé de l’ESA pour des missions européennes clés
Source · Agence spatiale européenne

Composants haute performance pour l'industrie spatiale

Le groupe Connova est également présent dans le secteur spatial depuis plus de 15 ans. Grâce à nos composants composites légers et très rigides, nous augmentons la capacité de charge utile des lanceurs et construisons des structures pour des satellites et des véhicules spatiaux particulièrement légers. Nous disposons d’un large héritage spatial et convainquons par des solutions spécifiques à chaque projet.

L'excellence dans l'espace

Nous avons une longue expérience dans la conception et la fabrication de structures spatiales à partir de composants en composite ou en titane. Qu’il s’agisse d’exigences mécaniques particulièrement élevées ou d’exigences thermo-mécaniques spéciales pour les conditions difficiles de l’espace, nos ingénieurs connaissent déjà la solution ou la développent en collaboration avec le client.

Notre gamme de composants pour l'aérospatiale et les engins spatiaux

Notre gamme de produits s’étend de la structure primaire des satellites aux cadres de télescopes de haute précision, en passant par les composants réutilisables des lanceurs. Chaque composant est conçu pour sa mission spécifique — et réalisé par Connova, de la conception jusqu’au matériel certifié pour le vol.

RAMSES – Structures de télescope CHANCES

Structures primaires pour satellites

Structure porteuse principale des satellites — la colonne vertébrale structurelle à laquelle tous les sous-systèmes sont fixés. Fabriquée en CFRP ou en composite hybride à base de titane, à l’aide de procédés de collage qualifiés et d’inserts intégrés pour la fixation des sous-systèmes. Connova a notamment fabriqué l’intégralité de la structure primaire du satellite Aeolus-Aladin de l’ESA (modèles STM et PFM).

CO2M (Sentinel 7) — Teleskopstruktur

Structures de télescopes

Structures porteuses en PRFC de haute précision pour télescopes spatiaux — géométries de tubes, structures en araignée, bancs optiques. Stabilité au micromètre au cours des cycles thermiques.

Comet Interceptor — CoCa Baseplate

Plaques de base optiques

Plateformes en fibre de carbone (CFK) de haute précision pour instruments scientifiques. Plaques de support pour composants optiques présentant des tolérances de l’ordre du micromètre.

Supports pour rétroviseurs

Supports pour rétroviseurs

Supports pour miroirs primaires et secondaires — des grands télescopes tels que le Giant Magellan Telescope aux optiques de satellites.

Composants du lanceur et du train d'atterrissage

Composants du lanceur et du train d'atterrissage

Éléments structurels pour lanceurs spatiaux et lanceurs réutilisables. Les pieds d’atterrissage Themis servent de référence pour la génération qui succédera à Ariane.

Antennes, réflecteurs et structures RF

Réflecteurs d'antennes et structures RF « » (radômes)

Structures en PRV et en PRFC destinées aux antennes, aux composants haute fréquence et aux applications électromagnétiquement transparentes.

Matériaux composites destinés aux applications spatiales.

Dans l’espace, le choix des matériaux est déterminant pour la réussite d’une mission. Le vide, les rayonnements cosmiques, les cycles thermiques allant de -150 °C à +120 °C et les fortes vibrations lors du lancement : chaque profil de contrainte exige une combinaison fibre-matrice différente.

fibres de renforcement

Système de fibres

Utilisation

Caractéristiques principales

Fibre de carbone HT (High Tension)
Structures secondaires, aménagement intérieur « Satellit »
Rentable · large éventail de compétences
Fibre de carbone IM (intermédiaire)
Structures primaires, géométries des tubes
Rigidité spécifique élevée · certifié pour l'aérospatiale
HM (High Modulus) , par exemple M55J
Composants critiques pour la stabilité, bancs optiques
Rigidité maximale · Applications haut de gamme
Fibre de verre (verre E / verre S)
Radômes, capots d'antenne
Transparence électromagnétique · haute résistance aux chocs

Systèmes matriciels

système matriciel

Température d'utilisation

Caractéristiques principales

Résine époxy
jusqu'à environ 180 °C
Norme du secteur pour les applications structurelles
Esters de cyanate (CE)
jusqu'à environ 230 °C
Absorption d'humidité minimale · stabilité dimensionnelle maximale
BMI (bismaléimide)
jusqu'à environ 230 °C
Température de transition vitreuse plus élevée · structures soumises à des contraintes thermiques
résine phénolique
jusqu'à environ 200 °C
Excellentes performances en matière d'inflammabilité, d'émission de fumée et de toxicité · Aménagement intérieur de la cabine

Matériaux pour sandwichs et âmes

matériau du noyau

Mode de construction

Caractéristiques

Nid d'abeilles en aluminium

Structure métallique en nid d'abeilles
Haute résistance à la compression · excellentes propriétés de résistance à l'écrasement
Nomex® en nid d'abeille
Noyau en nid d'abeilles en papier aramide
Léger · auto-extinguible · conforme à la norme FST

Aperçu des procédés de fabrication

Le choix du procédé de fabrication est tout aussi déterminant que celui des matériaux. Nous maîtrisons l’ensemble des procédés au sein de notre entreprise et les sélectionnons pour chaque projet en fonction de la géométrie, du nombre de pièces et des exigences.

Procédés de fabrication

Convient pour

qualité de surface

nombre de pièces

Coûts d'outillage

Connova

Autoclave pour préimprégnés
Structures primaires, éléments de construction soumis à de fortes contraintes
Unilatéral A
Faible à moyen
moyen

RTM (transfert de résine)

Géométries intégrales complexes
Des deux côtés A
Moyen à élevé
Élevé

Presses à chaud

Structures secondaires répétitives
Des deux côtés A
Élevé
moyen
Technologie d'enroulement
Cylindres et réservoirs sous pression
Unilatéral
Moyen à élevé
Faible à moyen
Infusion sous vide
Éléments monolithiques de grande taille
Unilatéral
Faible à moyen
Faible
Laminage humide
Prototypes, réparations
Unilatéral
Faible
Très faible

Nos compétences clés dans l'industrie spatiale

ESPACE : INGÉNIERIE & DÉVELOPPEMENT

Spécialisé dans vos besoins

En tant que spécialistes des solutions composites dans le domaine spatial, nous proposons un portefeuille complet de services : Du conseil au développement de produits dans le domaine spatial, en passant par la conception et l’analyse de composants spatiaux et l’optimisation de systèmes spatiaux.

ESPACE : COMPOSITES

Production de composants en fibre composite

Grâce à notre longue expertise dans la fabrication de composites hautes performances pour l’aérospatiale, nos spécialistes garantissent la méthode de fabrication la plus efficace pour votre produit aérospatial, toujours dans le respect des normes de qualité les plus strictes et d’une livraison fiable.

ESPACE : FABRICATION CNC

Une précision exacte pour des produits finis optimaux

Nous proposons une large gamme de services CNC spécialement conçus pour le modélisme, la fabrication de moules et l’usinage final de composants composites dans l’industrie spatiale, toujours avec une garantie de précision de 100%.

ESPACE : ÉDITION & SUPPORT

Du processus de fabrication à la finition

Nous proposons une gamme complète de services d’usinage et de support mécanique qui peuvent faire partie intégrante du processus de fabrication de vos composants composites spatiaux ou servir de support complémentaire à votre propre fabrication.

Programmes de missions et patrimoine spatial

Nos composants participent à des missions européennes majeures — de l’observation de la Terre à la recherche sur les exoplanètes, en passant par la défense contre les astéroïdes. Les spécifications concrètes des composants sont souvent soumises à des accords de confidentialité — les catégories de programmes suivantes illustrent l’étendue et la diversité des plateformes.

Pieds d'atterrissage en PRFC réutilisables

Missions d'observation de la Terre

  • Aeolus-Aladin (ESA) — Structure primaire
  • CO2M / Sentinel-7 — Télescope
  • Autres plateformes EO — diverses
Autres segments : aéronautique et spatial. Applications des matériaux composites dans les moteurs, les satellites, les avions et les engins spatiaux

Missions scientifiques

  • CHEOPS (ESA) — Exoplanètes
  • SOFIA (DLR/NASA) — Spiegel
  • Télescope géant de Magellan — Lunettes
RAMSES – Structures de télescope CHANCES

Missions vers les astéroïdes

  • RAMSES / CHANCES — Apophis
  • Programme de sécurité spatiale de l’ESA — div
CO2M (Sentinel 7) — Teleskopstruktur

Missions dans l'espace lointain

  • Comet Interceptor — CoCa Baseplate
  • Mission F-Class de l’ESA — 2029+
Ariane 6 (Hightex) — Structures

lanceurs

  • Themis T1H (Almatech) — Pieds d’atterrissage
  • Ariane 6 (Hightex) — Structures
  • MT Aerospace Wickel-FEMI — Réservoir de carburant
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

Outils et dispositifs

  • Moules de laminage haute température — Programme ESA
  • Dispositifs de fixation sous vide — Multi-Usage
  • Accessoires de montage et de finition — divers

Du concept au matériel certifié pour l'aérospatiale

Chaque projet spatial suit le même processus en quatre étapes. Cela permet de faire le lien entre l’idée initiale et le matériel de vol certifié, avec un interlocuteur unique tout au long des différentes phases.

Faisabilité et conseil

Analyse technique, choix des matériaux, processus de fabrication. Première estimation des coûts et des délais.

Conception et calcul

Simulation par analyse par éléments finis (FEA), optimisation de la structure, conception des outils. Vérification des charges et de la durée de vie.

Prototypes et développement de procédés

Fabrication de premiers échantillons, documentation FAI, essais de matériaux et contrôles non destructifs.

Production en série de haute qualité

Fabrication conforme à la norme EN 9100, contrôle qualité continu, respect des délais de livraison.

Pourquoi choisir un partenaire suisse spécialisé dans les composites pour le secteur spatial ?

L’ingénierie suisse et les composites spatiaux vont de pair, car ils exigent tous deux la même rigueur : une précision sans compromis. Quatre atouts qui font la différence dans les marchés publics européens du secteur spatial.

Statut des PME de l'ESA

Fournisseur agréé de l’ESA, fort de plus de 15 ans d’expérience dans le cadre de missions européennes clés.

Connaissance des matériaux

C’est précisément dans les conditions spatiales qu’il est essentiel d’exploiter au mieux les atouts des différents matériaux

Traçabilité totale

Chaque étape du processus, chaque lot de matière est documenté — tout au long du cycle de vie du composant.

Une solution complète proposée par un seul et même prestataire

De l’approvisionnement en matériaux aux finitions, en passant par les stratifiés, l’assemblage, l’usinage de précision, la métrologie et le « bake-out ».

Votre interlocuteur

Taylan Toprak

Head of Sales & Project Management, Connova Group

Taylan Toprak est ingénieur diplômé en aérospatiale (TU Munich, diplômé en 1993) et possède plus de 30 ans d’expérience dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale. En tant que Head of Sales & Project Management au sein du Connova Group, il est responsable du développement commercial et de la gestion de projets, y compris dans le segment spatial, où l’entreprise est active depuis plus de 15 ans. Le Connova Group a fourni des structures composites pour la mission ESA CHEOPS et développe des pieds d’atterrissage en CFRP pour des lanceurs réutilisables (Themis/Almatech).

Pourquoi son expertise est un atout pour vous:

  • Expérience internationale NASA/ESA: de 1997 à 1999, il a été basé en permanence au NASA Johnson Space Center à Houston, Texas, au sein d’une équipe internationale ESA de 15 personnes. Travaillant sur le site même où s’entraînent les astronautes et où se situe le centre de contrôle des missions, il était l’un des quatre ingénieurs concepteurs responsables de l’ingénierie structurelle et de la conception CAD de la structure arrière du programme X-38 (le projet de véhicule de secours pour l’ISS).
  • Héritage spatial: le Connova Group est un fournisseur de longue date des programmes spatiaux européens, notamment avec des structures composites pour la mission exoplanétaire ESA CHEOPS et des supports de miroirs en CFRP pour le Giant Magellan Telescope.
  • Technologie de fusées réutilisables: développement et fabrication de pieds d’atterrissage innovants en CFRP pour le lanceur Themis (client : Almatech), une contribution clé à la réutilisabilité des lanceurs européens.
  • Maîtrise des conditions extrêmes: expérience avec des matériaux et procédés de qualité spatiale capables de résister de manière fiable au vide, aux cycles thermiques et à de fortes charges mécaniques.
  • Accompagnement de bout en bout: de l’étude de faisabilité initiale et du prototypage jusqu’au matériel de vol qualifié, un partenaire expérimenté sur l’ensemble de la chaîne de valeur.


„Le vol spatial exige une fiabilité absolue pour un poids minimal. Grâce aux plus de 15 ans d’expérience du Connova Group dans le domaine spatial et à mon parcours personnel en ingénierie aérospatiale, nous accompagnons nos clients du concept jusqu’au matériel qualifié pour le vol.“ — Taylan Toprak, Head of Sales & Project Management, Connova Group

Silvan Ventura

Responsable de projet Structures Spatiales · Groupe Connova

Plus de 10 ans d’expérience dans la fabrication de structures en PRFC de haute précision pour le secteur spatial. Responsable des structures télescopiques et des plaques de base optiques — notamment, à l’heure actuelle, pour Comet Interceptor (plaque de base CoCa), CO2M (structure télescopique) et RAMSES/CHANCES (structures télescopiques pour la mission d’accompagnement d’Apophis).

La certification EN9100 rencontre l'excellence dans l'aérospatiale

En plus de notre certification ISO 9001 standard, nous sommes fiers de maintenir notre certification de gestion de la qualité EN9100, de niveau supérieur, pour l’industrie aérospatiale. Nous garantissons une qualité contrôlée et mesurable depuis l’approvisionnement en matériaux jusqu’à la livraison du produit final. Nous respectons les normes industrielles les plus strictes grâce à nos équipements de contrôle de haute précision. Faites-nous confiance pour la précision et l’assurance qualité constante.

Nos réussites dans le domaine spatial

Connova Group fournit les principaux composants du système d'atterrisseur de fusée Themis.

Connova Group a été responsable du développement des processus de fabrication et de la production de quatre atterrisseurs complets pour un démonstrateur de futur lanceur dans le cadre du projet Themis.

Le projet, commandé par Almatech et ArianeGroup, vise à développer des technologies pour des fusées rentables et réutilisables qui seront mises en service après 2030 pour succéder à Ariane 6.

Le groupe Connova fabrique des supports de miroirs en PRFC pour le Giant Magellan Telescope.

Le groupe Connova a développé et fabriqué des supports de miroir (bezels) en composite carbone-fibre de haute précision pour le Giant Magellan Telescope (GMT) – l’un des projets scientifiques les plus ambitieux de notre époque. La grande stabilité dimensionnelle et le faible coefficient de dilatation thermique du composite en fibre de carbone sont ici essentiels pour positionner avec précision les composants optiques tout au long des cycles de température. Le GMT est en cours de construction à l’observatoire de Las Campanas, au Chili, et compte, avec son miroir principal composé de sept segments, parmi les plus grands télescopes du monde ; sa mise en service est prévue pour le début des années 2030.

Questions fréquentes sur les composites utilisés dans l'aérospatiale.

Que sont les composites spatiaux ?

Les composites spatiaux sont des matériaux composites avancés, généralement des polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC), qualifiés pour une utilisation dans l’environnement spatial. Ils associent une masse minimale à une rigidité spécifique exceptionnelle et à un comportement éprouvé sous vide, sous rayonnement cosmique et lors de cycles thermiques.

Le statut ESA SME est une reconnaissance accordée par l’Agence spatiale européenne aux petites et moyennes entreprises qualifiées pour fournir les programmes spatiaux européens. Connova bénéficie de ce statut depuis de nombreuses années, ce qui lui permet de contracter directement avec l’ESA ainsi qu’avec des intégrateurs de premier rang tels que Thales Alenia Space et Almatech.

Nous travaillons avec l’ensemble des systèmes composites qualifiés pour l’aérospatiale : fibres de carbone à module standard, intermédiaire et élevé (par exemple M40J, IM7), fibres de verre pour les applications de radômes, matrices allant des résines époxy aux BMI et aux esters cyanates, ainsi que des structures sandwich à noyaux en nid d’abeilles Nomex® ou aluminium.

Le terme faible dégazage (Low Outgassing) désigne l’exigence selon laquelle les matériaux ne doivent libérer que des quantités minimales de substances volatiles dans le vide. Dans l’espace, ces substances pourraient contaminer des surfaces optiques sensibles, telles que les miroirs, les lentilles ou les détecteurs, et compromettre la mission. Nous qualifions nos systèmes de matériaux conformément à la norme ESA ECSS-Q-ST-70-02.

La taille standard de nos composants destinés aux structures spatiales correspond à un volume d’environ 1,5 m³. Dans le cas de géométries plates, il est possible d’obtenir des longueurs et des largeurs supérieures lorsque les éléments sont assemblés.

Veuillez nous envoyer votre cahier des charges technique, votre modèle CAO ou votre croquis, ainsi que le contexte de la mission, via notre formulaire de contact ou directement à Taylan Toprak (directeur commercial) ou à Silvan Ventura (chef de projet Structures spatiales). Vous recevrez une première réponse technique dans un délai de quelques jours ouvrés.

Vous trouverez les 10 questions complètes, accompagnées de réponses détaillées, dans le document « Lettre » ci-joint.

Lexique des termes relatifs aux composites spatiaux.

Un glossaire de référence regroupant les principaux termes de la technologie des composites dans le domaine spatial — utile pour les achats, la gestion de projet et l’évaluation technique.

Plastique renforcé de fibres de carbone

Matériau composite à base de fibres de carbone dans une matrice polymère. Matériau standard utilisé pour les structures aérospatiales, présentant une rigidité spécifique maximale.

Plastique renforcé de fibres de verre

Matériau composite à base de fibres de verre dans une matrice polymère. Norme applicable aux applications liées aux radômes et aux applications électromagnétiquement transparentes.

Statut des PME de l'ESA

Statut attribué par l’Agence spatiale européenne aux sous-traitants PME agréés dans le cadre des programmes spatiaux européens.

EN 9100

Norme relative au système de gestion de la qualité dans le secteur aérospatial, fondée sur la norme ISO 9001 et comprenant des exigences spécifiques à l’aéronautique et à l’espace.

Dégazage

Émission de substances volatiles sous vide. Point critique en raison du risque de contamination des surfaces optiques. Norme : ECSS-Q-ST-70-02.

Bake-out

Système à matrice thermodurcissable haute température. Température d’utilisation allant jusqu’à environ 230 °C, utilisé dans le domaine des moteurs et pour les applications à haute température pour lesquelles les résines époxy ne suffisent pas.

Coefficient de dilatation thermique

Mesure de la variation de longueur par unité de température. Réalisable sur les matériaux CFK par la technique du lay-up — un facteur déterminant pour la stabilité optique.

Esters de cyanate

Preuve documentée attestant qu’un composant fabriqué répond à toutes les exigences techniques et qualitatives. Étape obligatoire avant le passage des prototypes à la production en série certifiée.

Contrôle du premier article

Contrôle documenté du premier échantillon visant à vérifier le respect de toutes les spécifications. Étape obligatoire avant la production en série.

Contrôle non destructif

Procédés d’inspection (ultrasons, rayons X, thermographie) n’endommageant pas les composants. Obligatoires pour les structures primaires.

Sandwich en nid d'abeille

Structure composée de deux couches de revêtement en composite et d’une âme alvéolaire (Nomex® ou aluminium). Rapport rigidité/poids maximal.

Toxicité liée au feu et à la fumée

Profil d’exigences pour l’aménagement intérieur des cabines : faible propagation des flammes, faible dégagement de fumée, faible toxicité.

Consultation sans engagement pour des solutions spatiales

Avec une grande expertise, acquise au cours de nombreux projets dans le domaine de la construction légère sur plusieurs décennies, nous sommes prêts à réaliser votre vision. Contactez-nous pour un entretien de conseil professionnel au cours duquel nous pourrons examiner ensemble comment nous pouvons être votre partenaire potentiel. Notre service de conseil est bien entendu gratuit et sans engagement de votre part.

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