Des technologies de dégivrage des ailes pour un vol plus sûr
Le givrage des structures d'avion représente un risque en vol et a joué un rôle essentiel dans plusieurs accidents mortels. Il dégrade les performances et le contrôle de l'avion, et augmente considérablement la charge de travail du pilote et la consommation de carburant. Alors que des technologies de dégivrage en vol, comme l'utilisation de l'air chaud du moteur, existent depuis des décennies, les chercheurs estiment que la sécurité aérienne et la réduction de la consommation d'énergie pourraient encore être améliorées. «Certaines de ces nouvelles technologies sont proches de la commercialisation, ce qui est maintenant de la responsabilité des partenaires concernés», explique Nadine Rehfeld de l'Institut Fraunhofer en Allemagne, coordinatrice du projet JEDI ACE. «Globalement, cependant, ce projet a souligné la nécessité de poursuivre la recherche et la normalisation. Par exemple, en ce qui concerne les matériaux empêchant le dépôt de glace, on cherche activement non seulement à mieux comprendre le processus de givrage pendant le vol, mais également à identifier les régimes d'essais appropriés au court des différentes étapes du développement. Il s'agit d'une activité permanente qui exigera une coopération scientifique et industrielle internationale.» Tester les nouvelles technologies Le projet JEDI ACE s'est axé sur le développement de la nouvelle génération de systèmes intégrés de protection contre le givrage des ailes (WIPS). Ceux-ci comprennent l'utilisation de nouveaux matériaux à mémoire de forme (SMM) pour le dégivrage des avions, de nouveaux revêtements antigivrage et un détecteur de glace pour mesurer en temps réel l'accumulation de glace sur les structures de l'avion. Le projet a également étudié des méthodes de test fiables pour évaluer les performances de chaque composant développé. Les SMM sont des matériaux intelligents qui répondent à des stimuli particuliers tels que la chaleur, en changeant de forme puis en reprenant leur forme d'origine. Cette modification des caractéristiques de surface aide les ailes d'avion de s'adapter aux conditions givrantes. «Les prochains défis liés à cette approche concernent la disponibilité du matériau ainsi que la composition des couches», explique Mme Rehfeld. «Les couches de revêtement doivent présenter une excellente adhérence.» Différentes approches de revêtement ont également été développées, dont des revêtements super-hydrophobes pour les zones situées à l'arrière du bord d'attaque des ailes. En comparant les résultats de différents tests d'adhésion de la glace, l'équipe a pu établir un classement des revêtements et identifier ceux qui présentent le meilleur potentiel pour être utilisés avec des dispositifs de chauffage. «Certaines indications montrent que les résultats du test sont en corrélation avec différents processus de formation de la glace», affirme Mme Rehfeld. «Il faut approfondir cette évaluation afin d'améliorer la fiabilité des résultats des tests et les corrélations avec des scénarios réalistes de givrage.» Les chercheurs ont également mis au point de nouveaux capteurs photoniques pour une surveillance de la glace en temps réel et un prototype a été intégré dans une surface aérodynamique. Les avantages d'une coopération internationale En réunissant des chercheurs européens et japonais (le projet a reçu un financement à la fois de l'UE et du Ministère japonais de l'économie et du commerce), JEDI ACE a bénéficié d'une perspective mondiale unique sur le problème de la sécurité des avions. «Pour tous les partenaires de recherche, ce projet s'est avéré une excellente occasion d'apprendre les uns des autres et d'apporter des expériences provenant de différents continents», affirme Mme Rehfeld. «Cela ne concerne pas seulement les équipements de test de givrage et les stratégies de développement des revêtements, mais également les technologies de dégivrage et les détecteurs de glace.» Selon elle, les prochaines étapes consisteront à déterminer la fiabilité des composants, à développer des processus de mise à l'échelle pour les matériaux et à définir de nouvelles règles de fabrication et de traitement. Elle envisage également une collaboration supplémentaire afin d'intégrer pleinement tous ces concepts dans l'avion. «Cela implique des groupes de travail interdisciplinaires comprenant des fournisseurs de revêtement, des spécialistes des capteurs et des constructeurs aéronautiques. Les organismes de certification doivent également être impliqués.» Une autre perspective passionnante consistera à transférer les résultats de JEDI ACE vers d'autres secteurs comme l'énergie éolienne, le rail et l'automobile. «Les matériaux que nous avons développés ont suscité un très grand intérêt», déclare Mme Rehfeld. «Nous recherchons activement des moyens d'exploiter ces résultats dans différents produits.
Mots‑clés
JEDI ACE, glace, avion, Japon, UE, pilote, aile, SMM, WIPS, carburant
