Tirées par les nouvelles générations d’avions de ligne Boeing 787 et Airbus 350 XWB, les applications aéronautiques vont bientôt représenter la moitié de la consommation annuelle de titane : sur la période 2003 – 2018, cette part évolue de 30% des 53000 tonnes consommées en 2003 à 57% des 140000 tonnes prévues en 2017.

Les principales applications utilisant du titane concernent l’aviation civile pour les pièces moteurs, les structures de cellules et certains composants. Toutefois, les nouveaux programmes aéronautiques militaires vont avoir un impact non-négligeable : 3500 à 5000 tonnes/an pour le F35 en 2015, 35 à 50 tonnes/an pour le A400M à partir de 2014. Outre pour leurs pièces moteurs, les hélicoptères utilisent peu de titane à l’exception des hélicoptères militaires pour des pièces forgées destinées au rotor principal. Enfin, la consommation liée au spatial (rouet de turbopompe du moteur Vinci, …) est marginale.

La partie compresseur des moteurs d’avions civils utilisent principalement des pièces en alliage de titane. Les disques sont souvent réalisés en TA6V et les aubes de fans et des premiers étages de compression sont traditionnellement réalisés en Ti 17 et TA6V; l’évolution actuelle consiste à remplacer, pour les aubes dépassant 700 mm de long, les aubes de fan forgées par des aubes creuses en TA6V, réaliséés par DB-SPF, ou par des aubes composites avec blindage du bord d’attaque en titane.

Fan à aubes creuses pour TRENT XWB

Les autres étages de compression font appel à des alliages de titane plus performants ( Ti 6242 et IMI 834 ) et à des alliages de nickel. Les moteurs les plus récents mettent même en oeuvre, pour les aubes de turbine basse pression, des aluminures de titane en remplacement des alliages de nickel.

Alors que les structures des avions civils type A320 et B737 n’utilisaient que peu d’alliages de titane (typiquement 3 à 5% du poids total, les nouvelles structures composites des A350 et B787 font appel à de plus grande quantité de pièces en alliages de titane (15 à 18% du poids total) en raison de la meilleure compatibilité du titane avec le composite CFRP. Les pièces de structure d’avion traditionnellement réalisées en alliages de titane sont situées dans les parties les plus chaudes et les plus chargées de la cellule. Les mâts réacteurs utilisent les alliages TA6V traditionnels depuis plus de 20 ans (A320 et A330 / A340); de même les nacelles et les pièces de raccordement sur l’aile des moteurs à fort taux de dilution emploient des alliages de titane plus performants (TA6Vβ, Beta 21S, Ti 5553, Ti 10.2.3).

Les nouvelles cellules “composite” utilisent des alliages TA6V pour des pièces très chargées telles que les cadres courants, les cadres de portes, les cases de train, le cadre du fond pressurisé,…. Ces pièces sont usinées dans une préforme forgée ou dans un extrudé mis en forme à chaud.

Fan à aubes composite pour CFM Leap X

Pour les composants des avions civils, les applications traditionnelles des alliages de titane se trouvent dans les tuyauteries hydrauliques haute pression et dans le reseau d’air chaud utilisé pour le dégivrage. Sur les avions les plus récents, le remplacement des trains d’atterissage en acier par des réalisations en alliages de titane est une tendance forte qui conduit à des gains de poids substantiels.