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Des tests pour les PME européennes du secteur de l’aviation garantiront des voyages aériens plus écologiques, moins chers et plus silencieux à l’avenir

Les chercheurs de l’UE ont fabriqué un berceau de moteur qu’ils ont équipé de capteurs de pointe afin de tester le turbopropulseur d’un nouvel avion entièrement européen.

Transports et Mobilité

Le projet ICTUS, financé par l’UE, a testé au sol un moteur à turbine à gaz spécialement adapté dans le cadre du développement d’un nouveau démonstrateur de moteur d’avion à turbopropulseur. «Il s’agit du premier démonstrateur livré dans le cadre du programme de recherche Clean Sky 2», déclare Romain Leneveu, coordinateur du projet. Utilisé à l’origine dans les hélicoptères, le moteur Ardiden 3 Turboshaft a été rééquipé d’une nouvelle hélice à sept pales et d’un nouveau réducteur de puissance, comprenant une entrée d’air et une nacelle, pour le transformer en turbopropulseur destiné à l’aviation générale. VibraTec, une PME leader dans le domaine des vibrations et de l’analyse mécanique, a conçu, fabriqué et testé le berceau du moteur à turbopropulseur Tech (Tech TP) pour soutenir le moteur et la nacelle lors des essais au sol. Les chercheurs ont également créé un modèle dynamique détaillé pour prédire la réponse statique et dynamique du système. «La conception à faible masse est en adéquation avec la faible émission de carburant du démonstrateur, tandis que l’optimisation du trajet de transmission permet une réduction du bruit solidien à l’intérieur de la cabine», explique Romain Leneveu.

Diminution des vibrations

Après sa fabrication, le berceau a été équipé de jauges de contrainte et soumis à des charges radiales et axiales représentatives. Les partenaires du projet ont surveillé les charges du moteur dans des conditions opérationnelles et la réduction du trajet des vibrations afin d’optimiser le confort de l’équipage et des passagers. Ils ont fait appel à un nouveau type de capteur basé sur les technologies de réseau de Bragg à fibres, une famille de capteurs de contraintes à fibres optiques qui résistent à des conditions environnementales sévères, notamment aux champs électromagnétiques. L’équipe a également étudié l’environnement de l’écoulement d’air du moteur et a mesuré l’enveloppe de charge statique et dynamique du moteur à partir de l’essai du moteur au sol. Les essais du moteur statique ont consisté à effectuer une analyse thermique à l’aide de la mécanique des fluides numérique pour ajuster le processus d’étalonnage des capteurs, une exigence minimale pour surveiller avec précision le démonstrateur Tech TP. Selon Romain Leneveu: «Une méthode inverse a été mise en place en parallèle pour mesurer les charges opérationnelles du moteur Tech TP. Ces mesures indirectes nous ont permis de caractériser les forces statiques et dynamiques transmises par le moteur au niveau de ses points de montage.»

Économies de carburant réalisées

L’instrumentation proposée, combinée à la mise au point de méthodes d’essai avancées, constitue une percée dans l’exploitation des bancs d’essai statiques pour moteurs. Elle ouvre de nouvelles voies pour la détermination de l’interface du moteur dans son contexte aéronautique, tant pour les fabricants de moteurs que pour les avionneurs, et réduit les coûts car les essais en vol ne sont plus nécessaires. Cette approche permet d’exploiter plus pleinement le banc d’essai statique et renforce la compétitivité de l’industrie aéronautique européenne. La réalisation du berceau inaugure une nouvelle phase pour le démonstrateur Tech TP, et constitue un pas en avant vers la prochaine génération de propulsion», conclut Romain Leneveu. Le projet de démonstrateur de moteur Tech TP de Clean Sky ouvre donc la voie à un moteur 100 % européen, durable, à faible consommation de carburant et à faible intensité sonore, destiné à l’aviation générale et aux petits avions (jusqu’à 19 passagers). En outre, les économies de carburant permettront de réduire les coûts pour les exploitants d’avions, ce qui contribuera à renforcer la compétitivité de l’aviation européenne.

Mots‑clés

ICTUS, moteur, démonstrateur, aviation, berceau, turbopropulseur, Clean Sky, vibration, réseau de Bragg à fibres, dynamique des fluides numérique

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