Un tout nouveau concept de protection des aéronefs contre le givre suscite l’intérêt
Les gros avions volent à environ 35 000 pieds, soit approximativement 10 kilomètres au-dessus du niveau de la mer. À cette altitude, la température moyenne de l’air est généralement inférieure à - 50 °C. À l’encontre de la logique qui voudrait que l’eau gèle à de telles températures, il s’avère qu’il est possible, à des températures bien inférieures à 0 °C, de trouver de l’eau (et d’autres matériaux) liquide dans un état dit surfondu. Or, cette eau surfondue jour un rôle clé dans le givrage des avions. La glace déforme le profil de l’aile et perturbe donc le flux laminaire de l’air, augmentant la traînée et limitant la capacité à générer de la portance. Elle peut avoir des conséquences dangereuses. Un financement par l’UE du projet InductICE a permis de soutenir le développement et le test d’un système unique de protection contre le givre ciblant les ailes d’avion en matériaux composites.
Un peu d’eau surfondue et beaucoup de dégâts
La formation de glace sur les aéronefs se produit sous certaines conditions, lorsque de l’eau surfondue gèle au moment de l’impact avec la surface des appareils. Même une très fine couche ou de petites plaques de glace sur le bord d’attaque et l’extrados des ailes peuvent avoir un effet important sur la traînée et la portance, et donc sur la sécurité de l’avion. Jusqu’à récemment, il existait deux principaux types de systèmes de protection contre le givre: ceux qui empêchent la formation de glace (antigivre) et ceux qui permettent de l’éliminer, une fois formée (dégivrage). Les approches thermiques chauffent la surface par le biais d’une résistance électrique ou en redirigeant une partie de l’air chaud du compresseur du moteur. Les systèmes mécaniques utilisés pour le dégivrage séparent la glace par déformation de la surface sur laquelle elle s’accumule. Plus récemment, certains systèmes ont intégré plus d’une méthode pour limiter la formation de glace et l’éliminer une fois formée.
Une nouvelle protection contre le givre qui a le vent en poupe
Comme l’explique Irma Villar, coordinatrice du projet, InductICE a cherché une solution complètement nouvelle: «La solution InductICE utilise l’induction électromagnétique pour chauffer un mince treillis métallique intégré dans les ailes composites des aéronefs. Ce chauffage sans contact, appliqué directement à la couche externe là où la glace se forme, améliore considérablement l’efficacité par rapport à la conduction de chaleur grâce aux différentes couches composites ou à la réorientation de la chaleur du compresseur.» Par ailleurs, comme le système n’est pas intégré à la structure même de l’aile, les coûts de maintenance sont réduits, et, par rapport à une solution mécanique, il ne provoque pas de fatigue dans la structure. Irma Villar ajoute: «En plus d’évaluer l’efficacité de chaque module, nous avons également estimé l’impact global de l’installation de la technologie. Nous avons conçu le système sur la base d’un compromis entre le poids du dispositif et la consommation moyenne/de crête de la technologie de dégivrage/antigivre.»
Une nouvelle idée prête à décoller
Concept totalement nouveau dans les technologies de protection contre le givre, ce système d’induction électromagnétique a été soumis à des tests importants et rigoureux dans une soufflerie givrante, ce qui a entraîné une série de modifications du prototype. Le bord d’attaque de l’aile, avec sa forme concave, a présenté un véritable défi pour la géométrie des bobines d’induction. De fait, les modifications de la conception, la fabrication et les tests ont été réalisés de manière totalement manuelle. Alors que l’équipe fait progresser le niveau de préparation technologique du système, les multiples avantages d’InductICE promettent une bien meilleure sécurité pour les passagers et une compétitivité accrue pour le secteur de l’aviation de l’UE.
Mots‑clés
InductICE, glace, givre, surfondu, aéronef, protection contre le givre, induction, composite, avion, aile, traînée, portance, bord d’attaque, électromagnétique, sans contact, chauffage, bobine
