De nouvelles techniques d’analyse acoustique permettent d’isoler les différentes composantes du bruit des aéronefs
Le bruit des aéronefs est un problème important qui a des répercussions à la fois sur la pollution de l’environnement et le confort des passagers. Le bruit provient de l’écoulement turbulent de l’air au-dessus du fuselage (le corps de l’avion) ainsi que des composants externes de l’aéronef. La réduction du bruit exige une étude approfondie de ses différentes sources. Une étude de ce type constitue toutefois un défi. L’un des problèmes est que la physique du bruit des aéronefs n’est pas pleinement comprise. Mener des études rien que dans ce domaine exige de faire appel aux meilleures méthodes de recherche actuelles, notamment la modélisation informatique et les essais physiques. Autre gageure, il est très compliqué d’isoler les différentes composantes du bruit des aéronefs. C’est la raison pour laquelle les ingénieurs en aéronautique étudient les différentes sources de bruit de manière isolée au moyen de tests en laboratoire depuis les années 1950. Si l’analyse acoustique a bien évolué et qu’il est désormais possible de retracer simultanément toutes les sources de bruit des aéronefs, il ne l’est pas encore de mener des essais en soufflerie pour un avion de passagers grandeur nature dans des conditions normales à vitesse de croisière. En outre, malgré les progrès accomplis dans le domaine de la modélisation informatique, il est toujours impossible de simuler les conditions réelles d’un avion complet en vol. La séparation des différentes composantes du bruit pour les gros appareils demeure problématique.
Passer à l’étape suivante
Afin de faire progresser l’étude de l’acoustique des aéronefs, il importe à présent d’étudier des phénomènes complexes en vol. Pour ce faire, il faudrait normalement installer des milliers de microphones sur la partie extérieure de l’aéronef. L’ennui est que ces microphones génèrent leur propre bruit qui interfère avec celui de l’appareil. C’est pourquoi, au lieu d’installer un blindage d’isolation sur les microphones, le projet ADAPT, financé par l’UE, a eu recours à des techniques avancées de traitement des signaux pour séparer le bruit des aéronefs et celui des microphones. ADAPT était membre du programme Clean Sky. «Cela représentait un défi d’élaborer des méthodes de traitement des signaux capables d’extraire les composantes acoustiques du bruit rayonné dans un écoulement d’air [...] en se basant sur un ensemble de microphones au nombre limité», explique le Dr Christophe Picard, coordinateur du projet. Les microphones permettent d’isoler l’effet de bruit en vol d’un moteur installé sous une aile.
Essais probants et adoption
Les nouvelles méthodes ont été élaborées et validées au moyen d’essais en soufflerie en laboratoire dans des conditions contrôlées, dans le cadre d’un cas d’essai de base. Les méthodes ont ensuite été appliquées aux signaux acoustiques mesurés dans le cadre de cas d’essai plus complexes. Enfin, elles ont été appliquées à des essais réels en vol. Le but ultime du projet ADAPT, outre l’élaboration de techniques acoustiques, était de regrouper ces dernières pour constituer une suite d’outils logiciels mis à la disposition d’Airbus. Ces outils ont été développés avec succès. Ils consistent en un code de prototype, accompagné de manuels d’utilisation sur les données du projet. «Airbus peut maintenant utiliser ces outils pour analyser plus méticuleusement les bases de données des essais du projet, notamment les données relatives aux essais en vol qui étaient difficiles à exploiter sans ces outils», ajoute Christophe Picard. Ces outils ont également d’autres applications d’analyse acoustique dans les domaines de l’aéronautique et de l’automobile, pour lesquelles MicrodB, l’entreprise partenaire principale du projet ADAPT, prévoit de commercialiser les produits. L’équipe entend saisir ces opportunités en recherchant des entreprises primo-adoptantes capables de collaborer au développement ultérieur de cette technologie.
Mots‑clés
ADAPT, aéronef, bruit, bruit des aéronefs, Airbus, traitement des signaux, techniques acoustiques, outils logiciels, analyse acoustique
