Un revêtement innovant pour les ailes qui réduit la traînée
Environ 25 % des émissions de dioxyde de carbone (CO2) de l'UE sont produites par le secteur aéronautique. Les technologies qui améliorent l'aérodynamisme contribuent largement à améliorer cette statistique, parce que la réduction de la traînée diminue la consommation de carburant et que la combustion est la principale source de CO2. La nature est souvent source d'inspiration pour les scientifiques et l'aérodynamisme des oiseaux en vol donne de nombreuses idées aux ingénieurs en aérospatiale. Le projet PEL-SKIN (PEL-SKIN: A novel kind of surface coatings in aeronautics), financé par l'UE, a étudié un nouveau revêtement de profil aérodynamique inspiré du gonflement des plumes de certains oiseaux en vol. Des scientifiques ont mis au point un revêtement pour plan dynamique (une peau poreuse et élastique) constitué d'un assemblage dense de fibres souples capable de se reconfigurer et de s'adapter à la séparation des écoulements autour de l'aile. Les chercheurs ont exploité une combinaison d'investigations théoriques, numériques et expérimentales. Les activités de recherche ont permis de mieux connaître les interactions entre les écoulements de fluide et la structure de l'aile, et ont conduit au développement d'un nouveau modèle d'étude du contrôle des écoulements par le revêtement poroélastique. Ce nouveau concept de contrôle des écoulements a la capacité d'augmenter considérablement l'aérodynamisme et d'améliorer la stabilité en retardant le décrochage et en réduisant les vibrations induites par les rafales de vent au moment de l'atterrissage et du décollage, lorsque les effets de séparation de la couche limite sont prononcés. Contrairement aux dispositifs rigides fixes, le revêtement poroélastique peut se déplacer en souplesse, se déformer et s'adapter aux flux environnants. Activé uniquement lorsque la couche limite est séparée, il interagit avec la zone de recirculation des écoulements pour réduire la traînée en utilisant le flux à proximité de la paroi. Pendant la phase de vol, le revêtement poroélastique reste inactif et aligné sur la surface de l'aile, à l'inverse des dispositifs classiques qui font obstacle au flux d'air. Les avancées du projet en manière de gestion du flux d'air pourraient conduire à d'importantes économies de carburant. Les développements du projet PEL-SKIN devraient considérablement réduire la traînée et contribuer de façon majeure à améliorer la compétitivité et la durabilité du secteur aérospatial.
Mots‑clés
Revêtement, traînée, ailes d'avion, contrôle des écoulements, aéronautique, PEL-SKIN, profil aérodynamique
