Le Cygne noir 2017-2018

Le Cygne noir 2017-2018

Journal des élèves de l'IPSA Paris

L’aviation civile de demain

Mis en ligne en janvier 2017

Améliorer les performances de l’avion de ligne tout en réduisant les contraintes est un enjeu essentiel. En effet, l’aviation de ligne, qui est l’un des moyens de transport les plus utilisés dans le monde, représente aujourd’hui pas moins de 12 % des émissions de gaz à effet de serre. L’accroissement du trafic aérien dans les prochaines années pourrait conduire en 2020 à une augmentation de 60 % de la consommation mondiale de carburant pour l’aéronautique. Imaginer l’avion du futur est donc primordial.

La grande compagnie Airbus travaille sur un concept plane 2050 qui se voit de plus en plus électrique.

La grande compagnie Airbus travaille sur un concept plane 2050 qui se voit de plus en plus électrique.

Modifier la propulsion

Réduire les problèmes de pollution est l’objectif du programme européen Clean Sky . Pour cela, les professionnels de l’aviation ont jusqu’aux années 2020 pour construire un avion moins polluant et moins bruyant. Tout d’abord, les ingénieurs veulent trouver un moyen de réduire les consommations de carburant en modifiant la structure de l’avion. Ils ont décidé d’agir sur les réacteurs. En France, la compagnie SNECMA travaille sur un réacteur quelque peu particulier.

 

L’Open Rotor présenté par Safran.

L’Open Rotor présenté par Safran.

En effet, « l’Open Rotor »  comme son nom l’indique sera composé d’hélices placées à l’extérieure du moteur qui tourneront à l’air libre. De plus, ces hélices sont assemblées sur deux rangées qui tournent dans deux sens opposés, il s’agit d’hélices contrarotatives. Cet open rotor permettraient un gain en consommation de carburant de l’ordre de 20%. D’après Pierre Guillaume – Directeur Recherche et Technologie chez SNECMA (cité par le site Aeronewstv ), « avec l’Open Rotor il n’y a plus de nacelle donc on supprime l’effet de masse, on supprime l’effet de trainée de la nacelle, on peut diluer beaucoup plus d’air et donc avoir des débits d’air supérieur à des vitesses réduites, ça permet un rendement bien meilleur. ».
Les réacteurs sont aussi sources d’une autre pollution, le bruit. Les riverains proches des aéroports se plaignent du bruit des avions et d’après une étude, s’exposer plus de douze secondes au bruit des réacteurs engendrerait des conséquences irréversibles sur l’oreille humaine. Victimes de ce bruit répétitif et quasi-permanent, les habitants s’y habituent mais souffrent de ce qu’on appelle la fatigue auditive. Selon Safran, en ajustant correctement l’espacement entre les hélices et la taille de ces dernières, l’Open Rotor sera moins bruyant que les moteurs actuels tout en étant plus performant.

Améliorer la forme de l’avion

Modifier l’aérodynamique de l’avion afin qu’il pénètre mieux dans l’air est une autre piste explorée pour réduire la consommation de carburant. Les recherches en aérodynamique ne se limitent pas aux moyens de propulsion mais aussi en changeant le dessin des ailes. La traînée produite par un avion est appelée traînée de condensation. Il est important d’étudier ces traînées car elles sont la cause du réchauffement climatique due à leur émission de CO2.
Dans le but de réduire cette trainée, les avionneurs réfléchissent en permanence à de nouvelles géométries de l’avion. Notamment des recherches sur la voilure, qui est la partie de l’avion ayant le plus gros impact sur la trainée. Durant un vol, les traînées sont produites par les turbulences causées par l’écoulement d’air autour des ailes.  Ces tourbillons sont produits aux extrémités des ailes et pour réduire cette traînée, il faut supprimer ces tourbillons donc supprimer ces extrémités des ailes. Les ingénieurs ont travaillé sur un nouveau type d’aile révolutionnaire, il s’agit d’un type d’aile sans fin qui est dite rhomboïdale et qui se renferme sur elle-même.

D'après les chercheurs, cette aile rhomboïdale permet de réduire de 15% la traînée, ainsi diminuer la consommation de carburant.

D’après les chercheurs, cette aile rhomboïdale permet de réduire de 15% la traînée, ainsi diminuer la consommation de carburant.

Mais l’avion du futur ne se contentera pas de résoudre des problèmes ; ses caractéristiques apporteront également une plus grande vitesse. Pour cela, l’optimisation de l’aérodynamique passera aussi par un nouveau dessin des ailes. En effet, grâce aux ailes, l’avion pénètre dans l’air avec une certaine vitesse mais cette vitesse peut être modifiée et donc permettre à l’avion d’aller plus vite. Pour ce faire, les chercheurs se sont inspirés de la peau de requin qui est constituée de stries. L’idée est de recouvrir les ailes d’un vernis doté de micro-rainures qui vont améliorer l’aérodynamique de l’avion donc améliorer la vitesse. Sur les avions de transport, un profil laminaire pourrait réduire la traînée de 5 à 10 % et donc la consommation de carburant et les émissions de CO2 dans les mêmes proportions.

Avec des réacteurs tel que l’Open Rotor et des ailes rhomboïdales, l’avion du futur pourra parcourir des grandes distances en des temps record. Il sera donc plus performant mais surtout écologique.

Léo Nguyen

Pour en savoir plus :

« Le concept Nova »
« A quoi ressemblera l’avion du futur ? »
« Le futur vu par Airbus »

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