De nouvelles méthodes et de nouveaux outils d’ingénierie pour minimiser le bruit dans le cockpit et la cabine
Le bruit dans le cockpit et la cabine est un élément crucial à prendre en compte dans la conception de nouveaux avions. Dans des conditions de vol de croisière, le bruit aérodynamique, en particulier la couche limite turbulente (TBL pour turbulent boundary layer), est une source de bruit importante. Il génère une fluctuation turbulente de la pression de paroi le long du fuselage, qui provoque des vibrations et génère du bruit à l’intérieur. «Avec l’intégration de nouveaux dispositifs externes pour améliorer la communication à bord et la tendance à concevoir des cabines plus grandes, le bruit dû à la TBL aura un impact plus important sur le bruit intérieur dans la prochaine génération d’avions civils», explique Romain Leneveu, coordinateur du projet CANOBLE financé par l’UE. Les sources de bruit provenant de la cellule seront modifiées en profondeur avec le développement d’une nouvelle architecture d’avions. «Cela contribuera encore davantage au bruit interne», ajoute Romain Leneveu. «Il est donc nécessaire de développer des technologies et des processus pour prendre ces modifications en compte dès la phase de conception.»
Proposer de nouvelles stratégies pour concevoir l’architecture aéronautique de demain
Pour lutter contre le bruit intérieur dû à la TBL, l’équipe CANOBLE a fabriqué, instrumenté et testé la maquette grandeur nature d’un poste de pilotage et d’une cabine dans une grande soufflerie aéroacoustique. L’équipe a développé, déployé et validé des technologies de test et de simulation clés dans cette soufflerie. Les principales technologies comprennent un capteur de pression de surface pour mesurer les excitations TBL et un flux de travail multi-physique pour le bruit intérieur. Pour contourner le problème des limitations relatives à la mesure de la TBL, les partenaires du projet ont développé une instrumentation innovante avec un réseau ultra-fin de capteurs de pression de surface, qui permet des mesures précises. L’équipe a démontré que la nouvelle génération de capteurs microélectromécaniques numériques «ouvrira un nouveau domaine d’instrumentation avec la possibilité de mesurer des quantités actuellement hors d’atteintes pour l’industrie», explique Romain Leneveu. «Une nouvelle source de revenus est désormais possible grâce au réseau innovant de super capteurs qui traite les mesures de pression de paroi.» Les partenaires ont également validé un flux de travail numérique pour prédire le bruit intérieur.
Fournir une base de données expérimentale unique
L’équipe du projet a créé une base de données, concernant notamment l’aérodynamique physique, les instabilités de la pression de paroi, les vibrations et l’acoustique. «Une nouvelle base de données expérimentale et numérique a été mise en place au profit de la communauté européenne du bruit et de l’industrie aéronautique européenne», note Romain Leneveu. Aucune base de données de ce type n’est actuellement disponible. De plus, les membres de l’équipe ont développé un nouveau banc d’essai académique adapté à la recherche aéronautique. Donner accès à des méthodes permettant de concevoir un cockpit et une cabine à faible bruit et à faible masse représente un grand pas en avant. «Réduire la masse est écoresponsable, et réduire le bruit améliore le confort», poursuit-il. CANOBLE est actuellement en phase d’exploitation. Il a également l’intention d’aborder la question de la mesure du bruit en vol et de concevoir un nouveau cockpit et une cabine à faible bruit grâce à un futur financement de l’UE. «Nous avons proposé un ensemble unique de compétences pour lutter contre le bruit généré par la TBL à l’intérieur du cockpit et de la cabine, et introduit sur le marché des services et du matériel pour concevoir des équipements de mobilité et des dispositifs industriels plus silencieux et plus sûrs», conclut Romain Leneveu. «Produire des avions plus silencieux offre clairement un avantage concurrentiel sur le marché.»
Mots‑clés
CANOBLE, cabine, cockpit, TBL, avion, bruit intérieur, architecture d’avion
