Des nacelles aéronautiques lisses et écologiques
Les nacelles font partie intégrante des réacteurs et contiennent notamment les composants qui transforment le kérosène liquide et riche en énergie en une puissante force de poussée. Ce système complexe et séparé du fuselage optimise les flux d’air, protège le moteur, contribue à la réduction des émissions sonores et au freinage tout en fournissant le refroidissement et le chauffage. Sa surface lisse comporte parfois des joints, des trous et des bosses susceptibles de perturber légèrement l’écoulement lisse qui l’entoure. Le projet BALANCE, financé par l’UE, a cherché à développer des concepts permettant de lisser la partie avant de ces nacelles pour améliorer leur aérodynamisme. L’objectif consistait à réduire les perturbations entre les couches tout en maintenant la couverture du moteur à réaction. Trouver l’équilibre entre réduction des traînées et haute performance «Le caractère lisse de la surface de la nacelle a un impact sur la traînée laissée par les avions. Cet impact est significatif sur la consommation de carburant: plus la traînée est grande, plus le moteur est mis à contribution, ce qui augmente en conséquence les émissions de dioxyde de carbone», remarque Iain Minton, coordinateur du projet BALANCE de Safran Nacelles. L’objectif principal de BALANCE consistait à améliorer l’ingénierie des nacelles pour réduire de façon significative la traînée des avions, sans augmenter leur masse ni réduire les performances des autres parties de l’avion. Au cours du projet, les chercheurs ont pu identifier plusieurs concepts susceptibles de fonctionner avec différents types d’avions. Ces nouvelles améliorations de conception de surface permettent de réduire les décalages et interstices constituant des points de départ idéaux en matière de génération de la traînée, étendant l’écoulement laminaire sur 30 à 40 % de la longueur de la nacelle. L’objectif consistait à démontrer que ces nouvelles conceptions avaient atteint le niveau de maturité technologique 5, dans lequel elles sont validées dans un environnement simulé. L’analyse a également inclus une simulation numérique d’incidents avec impact d’oiseaux pour déterminer l’efficacité de ces conceptions. Bien que l’objectif de réduction de traînée visé n’ait finalement pas été atteint, des résultats remarquables ont été obtenus sans recourir à un système mécanique sophistiqué. «La réduction de traînée de près de 0,3 % obtenue dégage une voie d’amélioration prometteuse pour réduire les émissions de carbone, si cette technologie était choisie pour les futurs avions», ajoute Minton. L’Europe toujours en retard En intégrant des technologies qui favorisent un écoulement lisse autour du moteur pour réduire la traînée, les constructeurs d’avions américains sont à la pointe des innovations technologiques dans ce secteur. Sans technologies similaires disponibles, les fabricants de nacelles européens ne sont pas en mesure de renforcer leur position concurrentielle. Les technologies d’écoulement laminaire naturel constituent un pilier de la conception des avions de nouvelle génération et du programme Clean Sky 2. Si l’Europe veut soutenir sa croissance au cours des dix prochaines années, elle aura besoin d’environ 10 000 nouveaux jets d’affaires. Si elle parvient à remplir les objectifs ambitieux de l’initiative grâce à des concepts de nacelle améliorés, cela contribuera à créer un marché plus vaste et à ouvrir davantage de perspectives de carrière.
Mots‑clés
BALANCE, avion, nacelle, réduction de la traînée, écoulement lisse, écoulement laminaire, jet d’affaires
