Une nouvelle étape franchie dans la simulation de la glace
Comme les conditions de givrage représentent l'un des risques les plus importants pour les moteurs d'avion, et donc pour la sécurité du transport aérien, le processus de certification est extrêmement exigeant, même pour les moteurs d'avion technologiquement les plus avancés. Avant qu'un nouveau moteur ne soit utilisé pour propulser un avion, il doit d'abord satisfaire à un rigoureux processus de certification. Une partie de ce processus à plusieurs niveaux nécessite une homologation pour les conditions de givrage. Du fait de l'extrême complexité du phénomène de givrage, les tests de certification ne sont jamais simples. Le problème principal tient au fait qu'en ce qui concerne le givrage et ses effets sur les moteurs d'avion, les ingénieurs ne disposent que de très modestes capacités de prévision. Ils doivent donc se fier à des connaissances très fragmentées basées sur des preuves empiriques anciennes. Avec le développement de la nouvelle génération de moteurs, il est crucial de disposer d'une méthode permettant de prévoir plus tôt dans le processus de conception le comportement face au givrage et, en fonction de ces informations, de développer des systèmes avancés de protection contre ce phénomène. Grâce à de nouvelles méthodologies de simulation développées par le projet STORM financé par l'UE, les ingénieurs peuvent maintenant plus facilement effectuer des prévisions concernant le givrage. Plus précisément, la solution de simulation est capable de réaliser des prévisions précises concernant la libération et l'accrétion de la glace en intégrant les questions liées au ruissellement et à la trajectoire de la glace. En utilisant cette meilleure connaissance du comportement du moteur dans des conditions de givrage, le projet a posé les bases du développement de plusieurs technologies innovantes pour la protection contre le givrage. «Les recherches de STORM ont grandement contribué à améliorer la rentabilité des futurs moteurs et la compétitivité des systèmes de protection contre le givrage», déclare Morgan Balland, coordinateur du projet. Bâtir une base de connaissances Pour chacun des trois principaux domaines, la libération, l'accrétion et la trajectoire de la glace, les chercheurs ont collecté, analysé et consolidé toutes les informations disponibles, créant ainsi un centre de connaissances complet sur lequel on pourra baser les tests de simulation, les conceptions et le développement technologique. En se basant sur un examen de la littérature, les chercheurs de STORM ont par exemple identifié différentes méthodes de mesure de l'adhérence de la glace. «Ici, nous avons pu introduire une approche standardisée pour mesurer la libération de la glace en nous basant sur une sélection de documents de référence et de conditions d'essai», explique M. Balland. Durant les essais de trajectoire de blocs de glace réalisés au cours du projet, les chercheurs ont identifié cinq formes de glace représentatives des formes typiques d'accrétion pour les moteurs et les avions. «En disposant de ces connaissances dès le début du processus de conception, les ingénieurs peuvent concevoir des moteurs d'avion capables de résister à chacune de ces formes de glace, plutôt que de baser leur conception sur les meilleures estimations», déclare M. Balland. De nouvelles technologies Cette recherche pose également les bases du développement de plusieurs nouvelles technologies destinées à réduire les risques liés au givrage. En ce qui concerne les technologies de revêtement, les chercheurs se sont ainsi basés sur différentes exigences relatives à l'application pour mettre au point une feuille de pointage. «Parallèlement, nous avons également créé une liste des revêtements les plus prometteurs, en nous basant sur de précédents projets de recherche et sur les recommandations de partenaires», ajoute M. Balland. En ce qui concerne les technologies de protection active contre le givrage, le projet a identifié trois solutions potentielles et mené avec succès des essais de leurs composants moteur et nacelle. Un impact considérable Grâce aux recherches du projet, les concepteurs de moteurs d'avion ont maintenant accès à une importante base de données sur les propriétés mécaniques de la glace, tout cela compilé dans une simulation validée et une procédure européenne standard pour les essais de libération de glace. Entre autres informations essentielles, cette base de données comprend des modèles détaillés du phénomène de libération de la glace et des meilleures pratiques. «Avec ces informations, nous verrons un raccourcissement de la phase de conception, que ce soit pour les moteurs modernisés et pour les nouveaux moteurs, ainsi qu'une réduction des délais de production et des coûts pour tester ces conceptions», conclut M. Balland. «Plus important encore, cela se traduira par des moteurs d'avion et des transports aériens plus sûrs.»
Mots‑clés
STORM, aviation, moteurs d'avion, transport aérien, givrage, glace sur les moteurs d'avion
