Une innovation dans le domaine des soupapes intelligentes renforce la sécurité des aéronefs
La réduction de l’impact environnemental et social du secteur de l’aviation ne se limite pas à l’amélioration de l’efficacité des moteurs. Tous les aspects du vol aérien doivent être réexaminés, y compris l’utilisation de produits chimiques toxiques dans de nombreuses applications. Par exemple, les hydrocarbures halogénés – ou halons – sont traditionnellement utilisés dans les extincteurs d’avions. Les fumées sont toutefois toxiques et les produits chimiques nocifs pour la couche d’ozone. Le remplacement des extincteurs à base de halons par une alternative plus sûre et plus écologique est devenu une priorité pour l’industrie.
Éviter la formation de mélanges explosifs
Le projet VISTAC, financé par l’UE, visait à faire progresser une technologie émergente qui produirait des gaz inertes capables d’empêcher la formation de mélanges explosifs dans le réservoir de carburant. Plus précisément, le projet répondait au besoin de soupapes pour contrôler les flux de gaz. «Pour être économiquement viables et évolutives pour l’industrie aéronautique, ces soupapes doivent être fiables, peu coûteuses, légères et à faible empreinte carbone», explique la coordinatrice du projet VISTAC, Cynthia Rawyler, d’Equip’Aero Technique, en France. Le projet visait à concevoir une soupape qui pourrait être utilisée dans les systèmes d’extinction d’incendie sans halons de la prochaine génération, appelés On Board Inert Gas Generation Systems (OBIGGS). Ils permettent de faire pénétrer des gaz inertes dans le réservoir de carburant et la soute, afin d’empêcher la propagation du feu. Les gaz inertes agissent en éliminant l’oxygène des zones potentiellement dangereuses. «Une soupape à plusieurs positions est nécessaire pour réguler les OBIGGS, afin de fournir juste la quantité nécessaire d’air enrichi en azote pour rendre inerte le réservoir de carburant ou la soute», ajoute Cynthia Rawyler.
Application des alliages à mémoire de forme
La soupape a été conçue pour être actionnée par un actionneur constitué de fils d’alliage à mémoire de forme (AMF). Les AMF sont des matériaux intelligents qui modifient leurs propriétés ou leur comportement lorsqu’ils sont exposés à un stimulus externe. Les actionneurs électromécaniques utilisés dans le projet VISTAC étaient activés thermiquement. «Cela signifie que la chaleur est convertie en force mécanique», explique Cynthia Rawyler. «Cette technique nous a permis de réduire le nombre de pièces nécessaires à l’actionneur, ce qui nous a permis de réduire le poids, d’utiliser moins de pièces et de rendre l’équipement plus fiable.» La soupape a été conçue autour de ce nouvel actionneur. Les fils d’AMF ont été testés dans des environnements représentatifs, caractérisés notamment par des températures chaudes et froides, ainsi que par des vibrations et des chocs. «Le comportement fluidique a également été caractérisé», précise Cynthia Rawyler. «Cela nous a permis de voir comment la soupape s’ouvrirait et se fermerait en fonction des différents débits.
Possibilité d’extension à d’autres secteurs
Le succès du projet pourrait conduire au remplacement des actionneurs électromécaniques des OBIGGS par un actionneur moins cher et plus simple basé sur la technologie des AMF. Le projet a également permis à Cynthia Rawyler et à ses collègues de mieux comprendre les actionneurs basés sur les AMF, depuis leur conception jusqu’à leur fabrication et leur intégration dans un système de soupape fonctionnel. «L’évolutivité de la conception signifie que la technologie d’actionnement que nous avons développée pourrait être adaptée à d’autres applications industrielles», ajoute-t-elle. «Il s’agit non seulement du secteur aérospatial, mais aussi d’autres secteurs qui utilisent une soupape d’actionnement, tels que les industries alimentaire et pharmaceutique.» D’autres tests et études sont nécessaires pour évaluer pleinement les performances et le potentiel de cette innovation. «Cette technologie sera développée dans le cadre d’un autre projet», précise Cynthia Rawyler.
Mots‑clés
VISTAC, avion, carburant, vol aérien, produits chimiques, aviation, AMF, alliage, électromécanique
