Qu'est-ce qu'un train d'atterrissage aéronautique ?
Le train d'atterrissage est l'ensemble mécanique qui supporte un aéronef au sol et qui assure le contact avec la piste lors du décollage, de l'atterrissage et du roulage. Il est composé de plusieurs sous-systèmes interdépendants : la jambe principale (structure forgée en acier à très haute résistance), le système d'amortissement oléopneumatique (vérin rempli d'huile et d'azote), la roue et le pneu (Michelin Aircraft, Goodyear), le système de freinage (freins carbone-carbone) et le mécanisme de relevage et de verrouillage (vérins hydrauliques).
Sur les avions de ligne modernes, le train d'atterrissage représente entre 3 et 5 % de la masse à vide de l'appareil et absorbe à chaque atterrissage une énergie cinétique pouvant dépasser 100 mégajoules. La conception fait l'objet d'un calcul d'optimisation extrême : suffisamment robuste pour absorber un atterrissage dur, suffisamment léger pour ne pas pénaliser la consommation de carburant, et suffisamment compact pour se rétracter dans le fuselage en vol.
Spécifications techniques et matériaux
Les trains d'atterrissage modernes combinent plusieurs familles de matériaux à très haute résistance, sélectionnés pour leur tenue à la fatigue, leur résistance à la corrosion et leur capacité à absorber les chocs répétés.
Matériaux principaux
| Matériau | Application | Caractéristique clé |
|---|---|---|
| Acier 300M (basse alliage) | Jambes principales, axes, articulations | Résistance > 1 900 MPa après traitement thermique |
| Acier 4340M (NiCrMo) | Pièces forgées critiques | Résistance 1 800 MPa, tenue fatigue élevée |
| Titane Ti-6Al-4V | Tirants, leviers, pièces de liaison | Densité 4,4 g/cm³, résistance 950 MPa, anti-corrosion |
| Aluminium 7075-T7351 | Carénages, supports, structures secondaires | Densité 2,8 g/cm³, résistance 500 MPa |
| Inconel 718 | Visserie haute température | Tenue jusqu'à 700 °C en environnement freinage |
Dimensions et charges typiques
- Train principal A320 : longueur 2,3 m, charge à l'atterrissage 70 tonnes par jambe, énergie absorbée 25 MJ
- Train principal A380 : longueur 4,1 m, charge à l'atterrissage 250 tonnes (4 jambes principales), énergie absorbée 110 MJ
- Train avant A320 : longueur 1,9 m, orientable de ±70°, supporte les efforts de freinage et de braquage
- Pression hydraulique : 207 bar (3 000 psi) pour les avions civils, 345 bar (5 000 psi) pour Rafale et avions militaires modernes
Normes et certifications obligatoires
La fabrication d'un train d'atterrissage est l'un des métiers les plus normés de l'aéronautique. Toute pièce critique de structure (PSE - Principal Structural Element) fait l'objet d'une qualification rigoureuse selon plusieurs référentiels imbriqués.
- EN 9100 / AS9100 : norme ISO 9001 enrichie pour l'aéronautique, le spatial et la défense. Couvre la traçabilité, la gestion de configuration, la maîtrise des fournisseurs et la prévention des pièces contrefaites (counterfeit parts).
- NADCAP : National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program, audit obligatoire pour les procédés spéciaux : traitement thermique, traitement de surface (chromage dur, cadmiage, anodisation), soudage, contrôles non destructifs (ressuage, magnétoscopie, ultrasons, radiographie), revêtements thermiques.
- EASA Part 21 (Subpart G) : agrément Production Organisation Approval délivré par l'Agence européenne de la sécurité aérienne, autorisant la fabrication de pièces aéronautiques.
- EASA Part 145 : agrément Maintenance Organisation Approval pour les opérations de révision (overhaul) et de réparation des trains.
- Spécifications avionneurs : Airbus AIPS (Airbus Process Specifications), Dassault DGT, Boeing BAC, Embraer NE - documents propriétaires détaillant chaque procédé qualifié.
Procédés de fabrication (forge, usinage 5 axes, traitements)
La fabrication d'un train d'atterrissage suit une chaîne de procédés très exigeants en énergie, en outillage et en savoir-faire. Le délai de fabrication d'une jambe complète atteint généralement 6 à 9 mois.
1. Forgeage à chaud
Les ébauches en acier 300M sont mises en forme par forgeage libre puis estampage à chaud sur des presses de 8 000 à 16 000 tonnes (Aubert & Duval, Industeel, Forges de Bologne). Les températures de mise en œuvre atteignent 1 200 °C. Le forgeage permet d'orienter le fibrage du métal dans le sens des sollicitations mécaniques et de garantir une intégrité structurelle parfaite.
2. Traitement thermique
Trempe à l'huile suivie d'un revenu en four sous atmosphère contrôlée pour atteindre la dureté cible (HRC 53-55) et la résistance mécanique de 1 900 MPa. Les fours sont qualifiés NADCAP avec contrôle continu de la température (uniformité ±5 °C) et de l'atmosphère.
3. Usinage 5 axes
Usinage de précision sur centres 5 axes (DMG Mori, Mazak, Forest Liné) avec tolérances de ±0,02 mm sur les portées d'assemblage. Le copeau retiré peut représenter jusqu'à 90 % de la masse de l'ébauche brute pour les pièces très évidées (buy-to-fly ratio défavorable typique de l'aéronautique).
4. Traitement de surface
Chromage dur électrolytique sur les portées de tige de vérin (épaisseur 80 à 150 µm), cadmiage anti-corrosion sur la visserie, peinture polyuréthane bi-composante teinte gris RAL 7035 ou aluminium pour la finition. Les bains de chromage sont en cours de remplacement progressif par des procédés alternatifs (HVOF, projection thermique) suite à la réglementation REACH limitant l'usage du chrome hexavalent.
5. Assemblage et contrôles non destructifs
Montage en salle propre, contrôle dimensionnel sur machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), contrôles non destructifs systématiques par magnétoscopie, ressuage et ultrasons. Test de fonctionnement hydraulique, test d'étanchéité oléopneumatique, essai de fatigue accéléré sur banc dynamique reproduisant 60 000 cycles d'atterrissage.
Le marché français des trains d'atterrissage
La France occupe une position de leader mondial sur le marché des trains d'atterrissage grâce à Safran Landing Systems, filiale du groupe Safran issue de la fusion de Messier-Bugatti-Dowty en 2011. L'entreprise emploie environ 7 000 personnes dont 4 200 en France réparties sur les sites de Vélizy-Villacoublay (siège, ingénierie), Bidos (Pyrénées-Atlantiques, fabrication trains principaux), Molsheim (Alsace, freins carbone) et Villeurbanne (Rhône, électronique embarquée).
Le marché mondial des trains d'atterrissage civils est estimé à 6,5 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 9 milliards en 2030 avec la reprise du trafic aérien et la montée en cadence des programmes Airbus A320neo et A350. Safran Landing Systems détient environ 50 % du marché civil mondial et fournit également les principaux constructeurs militaires (Dassault, Lockheed Martin, Boeing Defense).
La filière française des fournisseurs comprend plusieurs centaines de PME et ETI : forgerons (Aubert & Duval, Forges de Bologne, Manoir Industries), traiteurs thermiques (Bodycote, ECM Technologies), traiteurs de surface (Galvanoplastie Industrielle, Ronal), fabricants de vérins hydrauliques (Liebherr Aerospace Toulouse, Hispano-Suiza Air Liquide).
Programmes aéronautiques équipés en France
Safran Landing Systems équipe la quasi-totalité des avions civils Airbus assemblés en France et de nombreux appareils militaires français.
- Airbus A220 : trains principaux et avant, programme repris de Bombardier en 2018
- Airbus A320 / A320neo : avion le plus produit au monde, plus de 11 000 exemplaires livrés
- Airbus A330 / A330neo : long-courrier bi-réacteur, train principal à 4 roues
- Airbus A350-900 / A350-1000 : long-courrier composite, train principal à 6 roues
- Airbus A380 : très gros porteur (production arrêtée en 2021), 22 roues au total
- Airbus A400M Atlas : avion de transport militaire, train principal à 12 roues pour atterrissage piste sommaire
- Dassault Rafale : avion de combat omnirôle, train d'atterrissage adapté à l'appontage sur porte-avions Charles de Gaulle
- ATR 42 / ATR 72 : avion régional turbopropulseur assemblé à Toulouse, partenariat Airbus / Leonardo
- Dassault Falcon 8X / 6X : jets d'affaires haut de gamme
Questions fréquentes
Quels matériaux sont utilisés pour fabriquer un train d'atterrissage ?
Les trains d'atterrissage modernes utilisent principalement de l'acier à très haute résistance 300M ou 4340M pour les jambes principales, du titane Ti-6Al-4V pour les pièces sollicitées en fatigue, et de l'aluminium 7075-T7351 pour les éléments structurels secondaires. L'acier 300M offre une résistance de plus de 1 900 MPa après traitement thermique.
Quelles normes encadrent la fabrication des trains d'atterrissage en France ?
Les fabricants doivent être certifiés EN 9100 (qualité aéronautique), NADCAP pour les procédés spéciaux (traitement thermique, chromage dur, contrôles non destructifs) et EASA Part 21 pour la conception et la production. Les pièces critiques sont également qualifiées selon les spécifications des avionneurs (Airbus AIPS, Dassault DGT, Boeing BAC).
Qui sont les principaux fabricants français de trains d'atterrissage ?
Safran Landing Systems, leader mondial du marché basé à Vélizy-Villacoublay et Bidos, équipe environ 27 000 avions en service. La société conçoit et fabrique les trains d'atterrissage de tous les Airbus civils (A220, A320, A330, A350, A380), de l'A400M militaire et du Rafale de Dassault Aviation.
Quel est le procédé de fabrication d'un train d'atterrissage ?
La fabrication suit cinq étapes principales : forgeage à chaud sur presses 8 000 à 16 000 tonnes pour mettre en forme les ébauches en acier 300M, traitement thermique (trempe, revenu) pour atteindre la résistance mécanique cible, usinage de haute précision sur centres 5 axes, traitement de surface (chromage dur, cadmiage, peinture polyuréthane) et assemblage final avec contrôles non destructifs.
Quelle est la durée de vie d'un train d'atterrissage ?
Un train d'atterrissage est conçu pour la durée de vie complète de l'avion, soit environ 60 000 cycles d'atterrissage ou 30 ans d'exploitation. Les pièces font l'objet de visites régulières (inspections C, D), de révisions générales tous les 8 à 10 ans (overhaul) et de remplacement des pneus, freins, vérins et joints d'étanchéité selon les programmes de maintenance constructeur.
Combien coûte un train d'atterrissage d'avion de ligne ?
Le prix unitaire varie de 1 à 3 millions d'euros pour un train d'A320 (3 jambes), à plus de 8 millions d'euros pour l'A380 (5 jambes). Le coût représente environ 4 à 6 % du prix total d'un avion de ligne neuf. Le marché mondial des trains d'atterrissage est estimé à 6,5 milliards de dollars en 2024.
Que sont les certifications NADCAP pour les trains d'atterrissage ?
NADCAP (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program) est une accréditation industrielle obligatoire pour les procédés spéciaux aéronautiques : traitements thermiques, traitements de surface (chromage, cadmiage, anodisation), soudage, contrôles non destructifs (ressuage, magnétoscopie, ultrasons, radiographie), revêtements thermiques. L'audit est conduit par PRI Performance Review Institute pour le compte des avionneurs.
Comment référencer mon usine fabricante de trains d'atterrissage ou de pièces ?
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