Les voies de retour des courants électriques sur les avions
Initialement, les éléments du fuselage d'un avion étaient métalliques, tout comme ses structures principales. Ceci assurait naturellement le retour des courants (fonctionnels ou non) ainsi que l'évacuation des charges électrostatiques et le blindage électromagnétique. L'usage récent et croissant de matériaux composites a pour but de réduire les coûts et le poids tout en améliorant les performances. Cependant, ces matériaux conduisent mal l'électricité, et il faut donc dédier des voies de retour conductrices du courant, comme les réseaux électriques quasiment équipotentiels (ALEEN). Le projet GENIAL («Optimizing electrical network in airplane composite structure»)s'est concentré sur la caractérisation électromagnétique de la structure ALLEEN. Une caractérisation électromagnétique exacte permettra de concevoir correctement des systèmes électriques comme celui d'interconnexion du câblage électrique (EWIS), sans faire de nombreux allers et retours sur la planche à dessins. Les partenaires du projet ont développé un logiciel d'IAO capable de recevoir depuis la conception CAO les propriétés des matériaux ainsi que la géométrie de l'avion et celle de l'ALEEN. Il évalue alors la matrice d'impédance équivalente aux bornes de l'ALEEN, pour des fréquences allante de 0Hz à plusieurs centaines de kHz. Le logiciel tient compte de facteurs comme l'EWIS et l'interaction électromagnétique avec le fuselage de l'avion. Le projet GENIAL a appliqué une modélisation 3D pleine onde, basée sur la formulation de surface de méthode de circuit équivalent par élément partiel, en tenant compte de toutes les interactions électromagnétiques comme le couplage et les effets de proximité. Cette méthode a été choisie pour son efficacité dans les basses fréquences. Le projet a notablement investi dans la fidélité de la modélisation, afin d'augmenter l'exactitude sans être obligé de simplifier le modèle mathématique par rapport au modèle de CAO. L'outil conçu servira à lors de la vérification de la conception et lors de la production des structures ALEEN. Pour tester les performances de la procédure d'IAO, la méthode numérique sera appliquée à un avion réel.
Mots‑clés
Méthodologie numérique, outils logiciels, avion, composite, courant de retour, réseau électrique quasiment équipotentiel, compatibilité électromagnétique
