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Comment développer des nanostructures pour réduire la traînée dans l’aviation et la fabrication

Une initiative financée par l’UE utilise la nanotechnologie sur les turboréacteurs à double flux pour réduire l’impact environnemental des avions.

Technologies industrielles

L’utilisation de microstructures et de nanostructures devient de plus en plus populaire grâce aux efforts de développement de techniques de réduction de la traînée dans l’aviation pour réduire la consommation de carburant, les émissions de CO2 et de bruit. Dans le cas des avions, qui constituent une part importante des émissions de gaz à effet de serre dans le secteur des transports, les riblets ont été une méthode fréquemment étudiée de réduction de la traînée. Découvrez le projet ReSiSTant, financé par l’UE, qui se concentre sur la réduction de l’impact environnemental des avions et de l’industrie en appliquant la nanotechnologie. Il «développe de nouvelles surfaces de riblets nanofonctionnalisées et optimisées à appliquer dans deux démonstrateurs réels liés aux turboréacteurs d’avion et aux compresseurs industriels», comme indiqué dans un article. Un riblet correspond à une série de rainures microscopiques appliquées à la surface extérieure d’un avion. Le même article annonce: «Les surfaces de riblet sont constituées de très petites surfaces (de 2 à 100 microns) rainurées longitudinalement. Ils sont le seul système passif de réduction de traînée des avions déjà mature pour une application dans la prochaine génération d’avions. Ces structures de surface pourraient permettre de réduire la traînée de 8 % dans des conditions d’écoulement turbulent. Par conséquent, leur potentiel d’économie d’énergie, ainsi que de réduction du poids et du bruit, est immense dans l’industrie aéronautique, ainsi que pour l’amélioration des performances des générateurs dans l’industrie des éoliennes et des turbines à gaz.»

Optimiser les performances

Pour déterminer la conception des riblets, le projet ReSiSTant se concentre sur le calcul des géométries, la simulation numérique de l’effet des riblets, la sélection du nombre de riblets et leur positionnement. Les partenaires du projet ont effectué une simulation des tailles des riblets pour tous les démonstrateurs, effectué une analyse numérique de la dynamique des fluides et analysé des techniques de nanorevêtement. «Sur la base de ces conclusions, le matériau, la nanofonctionnalisation et les nanostructures des riblets sont développés pour les deux démonstrateurs (turboréacteurs d’avion et compresseurs industriels)», ajoute l’article. «La mise en œuvre de nanoparticules telles que la silice afin d’obtenir des surfaces nanofonctionnalisées pour une meilleure résistance dans des conditions difficiles a été réalisée. Des surfaces microstructurées résistantes à la chaleur ont été développées et sont disponibles pour des tests.» Les partenaires du projet espèrent déployer «des surfaces optimisées de revêtement à riblets sur des pièces cibles pour les démonstrateurs industriels et les lignes pilotes afin de produire ces pièces» d’ici la fin du projet en décembre 2021. «Les conditions de travail difficiles sont très exigeantes: températures élevées, abrasion et érosion élevées, forte corrosion, etc. La validation de la technologie pour les revêtements optimisés à riblets dans un environnement pertinent est donc essentielle», selon le même article. Les partenaires du projet ReSiSTant (Large Riblet Surface with Super Hardness, Mechanical and Temperature Resistance by Nano Functionalization) élèveront le niveau de maturité de ces lignes pilotes jusqu’au niveau de maturité technologique 7. Cela correspond à une démonstration de prototype de système dans un environnement opérationnel. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet ReSiSTant

Mots‑clés

ReSiSTant, émissions, avion, réduction de la traînée, nanotechnologie

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