© Evonik Industries AG, Konzernarchiv Hanau

D’un cockpit ouvert à un avion avec vue panoramique

Pour que les passagers puissent pleinement profiter du paysage et que les pilotes aient une vue parfaite, les dimensions des fenêtres passagers comme des cockpits ne cessent de grandir. Et le PLEXIGLAS® n'est pas pour rien dans cette évolution.

Dès la création de la première ligne mondiale aérienne, il y a plus d'un siècle, les vols passagers et postaux ont littéralement décollé, poussant ainsi de façon exponentielle le développement des vols commerciaux. De fait, les avions ont bien des atouts face aux autres moyens de transport : ils font tout simplement fi des montagnes comme des océans et sont bien plus rapides.

Montée en puissance de l'aviation

Dès le début, les constructeurs aéronautiques n’ont eu de cesse d’accroître la célérité comme la taille des avions. Oui, mais cette évolution atteint tout aussi rapidement ses limites. Au tout début, les pilotes étaient tout simplement assis dans une cabine ouverte. Ils avaient pour seules protections des lunettes de protection contre le vent et de petits pares-brise bombés en celluloïd – matériau hautement inflammable – puis en Cellon, un matériau qui s’opacifie et brunit. Pour des raisons évidentes de sécurité, les fenêtres en verre traditionnel n’étaient pas exploitables.

Historisches Bild von Frauen in der LUGLAS Produktion

Un verre de sécurité pour les avions

Dans l’histoire du vitrage aéronautique, le premier pas décisif fut la découverte du verre de sécurité, réalisé à partir de deux vitres reliées entre elles par un film élastique. Il offrait une protection tout en étant transparent mais jaunissait rapidement. À la fin des années 20, la société Röhm & Haas, aujourd’hui connue sous le nom d’Evonik, conçut une alternative au verre traditionnel, absolument transparente et résistant à l’usure du temps, le LUGLAS.

© Evonik Industries AG, Konzernarchiv Hanau

Capots cintrés en PLEXIGLAS®

Le LUGLAS avait l’inconvénient de ne pouvoir être que plan et les cadres qui maintenaient les vitres réduisaient d’autant la visibilité. En inventant le PLEXIGLAS®, matériau encore inconnu à l’époque, la société Röhm & Haas permit aux capots bombés de voir le jour. Grâce au PLEXIGLAS®, les pilotes avaient une vue parfaite et l’on pu réduire la résistance aérodynamique, tout en accroissant la vitesse. « Dès l’origine, le PLEXIGLAS® est un matériau plus léger que le verre de silicate, plus facile à travailler, formable et résistant à l’usure du temps. Notre verre acrylique de marque s’avérait d’entrée être un matériau optimal pour la construction aéronautique », explique Roland Mickal, directeur du segment de marché des transports du secteur d’activité des produits acryliques d’Evonik.

Quand les avions grandissent, les vitres suivent

Les avions dotés d’un capot cintré n’avaient de la place que pour quatre ou cinq passagers et ne disposaient que d’une faible autonomie. C’est pourquoi on développa rapidement de plus grands modèles. Certes, ils n’étaient pas encore ultra-rapides mais pouvaient prendre plusieurs passagers à bord et, à la fin des années 30, ils pouvaient même passer d’un continent à l’autre.

Un champ de vision plus large pour les pilotes

C’est à la fin des années 30, avec les premiers grands avions, que débuta le trafic transatlantique des vols postaux et commerciaux – comme par exemple le Focke-Wulf Fw200 « Condor », construit en 1937, et qui pouvait accueillir jusqu’à 28 passagers. Le vitrage de la cabine de pilotage était constitué de plusieurs vitres jointes ou légèrement bombées. Les années qui suivirent, poussé par les besoins de la seconde guerre mondiale, on agrandit la taille des vitres pour permettre au pilote d’avoir une plus grande visibilité. Le plus souvent, le nez de l’avion devint une structure transparente offrant une vue panoramique au pilote.

Pour que ces nouveaux vitrages s’accordent avec le fuselage de l’avion, il fallait que les vitres soient bombées. « S’il est relativement aisé de former une feuille de métal, la mise en forme d’une vitre en verre acrylique relève elle d’un procédé technique ardu – tout particulièrement pour en préserver la  qualité optique », explique Roland Mickal. « À la base, pour offrir une vue parfaite, il faut déjà avoir une plaque optiquement parfaite. »

Un système stratifié pour une stabilité accrue

Les constructeurs de vitres d’avion expérimentèrent alors en combinant différentes couches de verre, par exemple acrylique et Gorilla. Ils purent ainsi réaliser des vitrages très fins et extrêmement résistants. L’avantage : la finesse du matériau réduit d’autant le poids et, en matière d’aviation, chaque gramme représente un coût en kérosène. Ces vitres sont notamment utilisées pour les hélicoptères ultra-rapides.

Une stabilité accrue

Dans les années 50 et 60, les avions se firent de plus en plus rapides et volèrent à de plus hautes altitudes. Leurs vitrages se devaient donc d’être de plus en plus robustes. Pour faire face à la demande, la société Röhm & Haas poursuivit ses recherches et conçut le Plexidur T 1951, un matériau apparenté au verre acrylique, matériau extrêmement résistant aux chocs, robuste et parfaitement adapté pour la construction aéronautique, mais ayant l’inconvénient d’être très coûteux.

Verre acrylique étiré

C’est en 1962 que des plaques en PLEXIGLAS® étiré, ou bien, pour être chimiquement précis, en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) virent le jour. Ce sont des plaques certifiées en PLEXIGLAS® moulé qui sont d’une robustesse bien supérieure. « Ce matériau  encore utilisé aujourd’hui est particulièrement adapté aux situations ayant de grandes exigences, comme par exemple pour réaliser les vitres d’un hélicoptère », explique Roland Mickal.

La création du PLEXIGLAS® étiré.

XXL

Evonik est aujourd’hui un des leaders du marché des produits de base nécessaires à la réalisation de plaques étirées et, dès 2018, les produira personnellement sur son nouveau site d’étirage et de polissage. Notre nouvelle installation permettra de réaliser des formats impossibles à ce jour. « Les constructeurs de fenêtres d’avion peuvent ainsi couper plusieurs vitres dans une seule et même plaque », ajoute Roland Mickal. « Ces nouveaux grands formats permettent également de concevoir de nouveaux designs et styles de fenêtres et pares-brise. » De fait, dans l’industrie aéronautique, les fenêtres XXL ont le vent en poupe. Boeing, par exemple, a ainsi déjà agrandi de deux tiers les fenêtres de son Dreamliner. Même les planeurs et les hélicoptères suivent cette tendance. « Plus le pilote voit, plus le vol est sécurisé », souligne Roland Mickal.

Avion panoramique

Evolution in Acrylics is our Passion

Ce thème est une parfaite illustration de ce qu’est la vision « Evolution in Acrylics is our Passion » de la division des produits acryliques d’Evonik et de ce qu’Evonik entend réaliser avec sa politique de développement de concepts intelligents dans le secteur chimique. Découvrez ici en quoi un principe évolutif est inhérent au PLEXIGLAS®, le rôle prépondérant que la passion joue au cœur des nouveaux projets et quelles sont les applications prospectives que le savoir-faire d’Evonik envisage pour ce matériau dans les années à venir.

Les experts partent du principe que dans le futur les avions seront entièrement en verre et que passagers et pilotes jouiront de leur environnement à travers des vitres panoramiques géantes. Ce qu’ils verront sur ces vitres ne correspondra pas forcément à la réalité : « il est tout à fait envisageable d’utiliser ces vitres comme des écrans », ajoute Roland Mickal. On pourra alors y lire, par exemple, le plan de vol ou bien encore assombrir les vitres en fonction des besoins du vol. « L’intégration de fonctions comme celles-ci est pour nous une aventure passionnante », reconnaît Roland Mickal. « Jusqu’alors, il est nécessaire de couvrir les vitres avec un matériau spécifique pour y intégrer ces fonctions. Notre objectif est de pouvoir l’intégrer directement dans notre PLEXIGLAS®. »

Un exemple pour l'avenir de l'aviation : the Future by Airbus – prototype d'avion 2050 / (C) Youtube/Airbus Aircraft