Un suivi d'état précis pour les moteurs d'avion
Le rendement des moteurs à turbine à gaz augmente lorsque le gaz s'échauffe, ce qui permet de réduire considérablement la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone. Pour ce faire, les pièces du moteur sont protégées par un revêtement faisant office de barrière thermique. Ces matériaux céramiques peuvent résister à de hautes températures et limiter l'impact de la chaleur sur le substrat. Financé par l'UE, le projet STARGATE (Sensors towards advanced monitoring and control of gas turbine engines) a vu le jour afin de mettre au point la technologie nécessaire pour mesurer les paramètres critiques des couches d'isolation thermique à des températures pouvant atteindre 1 600 °C. Pendant les trois ans qu'a duré le projet, les chercheurs ont réussi à aller au-delà des restrictions des capteurs existants. Parmi eux figure un thermomètre à rayons infrarouges. À la différence des thermomètres infrarouges à ondes courtes actuellement utilisés, le nouvel instrument est particulièrement adapté aux relevés de température sans contact à la surface des barrières thermiques. Les céramiques sont semi-transparentes au niveau des zones infrarouges à ondes courtes du spectre électromagnétique, ce qui n'est pas le cas pour les ondes longues. Par ailleurs, les partenaires du projet STARGATE ont conçu et validé un pyromètre à haute température capable de mesurer les propriétés thermophysiques des barrières thermiques. Plus particulièrement, la conductivité thermique du revêtement et le degré d'émission à la surface peuvent être mesurés in situ pendant le fonctionnement de la turbine à gaz. Les valeurs ainsi obtenues permettront d'optimiser le fonctionnement de la turbine. La technologie du projet STARGATE devrait contribuer à l'amélioration d'une nouvelle génération de moteurs d'avion écologiques et peu énergivores. À ce jour, les turbines à gaz sont utilisées dans les limites de sécurité afin de protéger les pièces contre les pannes mécaniques en raison de l'incertitude liée aux relevés stratégiques. Mais la nouvelle technologie de sonde permettra un fonctionnement proche du seuil maximal.
Mots‑clés
Suivi d'état, moteurs d'avion, capteurs, mesures de température, STARGATE
