Un nouveau capteur permet d’évaluer objectivement l’impact de l’atterrissage d’un avion
Les ingénieurs aéronautiques apprécient les atterrissages en douceur. Les avions sont conçus pour atterrir dans une étroite plage de vitesses de descente. Toute vitesse supérieure signifie un impact au sol trop violent et un risque d’endommagement de l’appareil. La question de savoir si un atterrissage était trop brutal relève en fin de compte du jugement subjectif du pilote. Dans le contexte de vols commerciaux européens, les pilotes signaleraient probablement trop souvent des atterrissages brutaux. L’avion sera alors envoyé à l’inspection, peut-être inutilement, ce qui peut également nécessiter l’évaluation du constructeur de l’appareil. Outre les coûts directs de maintenance, toutes ces étapes demandent du temps, pendant lequel l’avion est indisponible, ce qui augmente les coûts indirects. Le système actuel, basé sur le jugement subjectif du pilote, est source de maintenance improductive et de coûts inutiles.
Capteur photonique et à fibre optique
L’industrie aéronautique a besoin d’un capteur objectif de l’impact à l’atterrissage. Le projet ALGeSMo, financé par l’UE, a mis au point le premier capteur de ce type au monde, destiné aux avions commerciaux de transport de passagers. Ce capteur élimine le facteur subjectif des évaluations d’atterrissage. Si un atterrissage a été trop violent, les ingénieurs en auront immédiatement la certitude. Le capteur est basé sur une combinaison de technologies photoniques et de fibre optique. «Les capteurs optiques présentent de nombreux avantages», explique Jerry Symons, coordinateur du projet. «Tout d’abord, ils sont intrinsèquement sûrs, étant insensibles aux interférences électromagnétiques. Ils offrent également une capacité de multiplexage, ce qui signifie que de nombreux éléments de détection peuvent être inclus dans une seule fibre optique pour mesurer de nombreux paramètres. Les capteurs optiques permettent également d’atteindre les hautes précisions dont nous avons besoin pour cette application.» Le système d’ALGeSMo se compose de deux éléments principaux, tous deux intégralement développés par l’équipe du projet. Le «cerveau» du système est une unité de traitement à fibre optique (FOPU), installée dans la baie avionique de l’avion. Cette unité génère une lumière infrarouge qu’elle envoie à chaque capteur d’essieu. Chaque essieu comporte deux roues, et chaque roue possède son propre capteur. Les capteurs sont constitués de fibres optiques avec des grilles de Bragg à fibres (FBG) disposées à l’intérieur d’un support en matériau composite. Chaque FBG réfléchit une longueur d’onde de lumière différente vers la FOPU. Toute charge appliquée sur les essieux est transmise par le composite aux FBG et entraîne un changement de la longueur d’onde de la lumière réfléchie. La FOPU reçoit la lumière renvoyée par chaque capteur et convertit tout changement de longueur d’onde en une valeur de charge. Les capteurs sont maintenus en place grâce à un nouveau mécanisme de serrage spécialement conçu pour l’essieu de l’Airbus A320.
Approuvé pour un développement ultérieur
«Notre accomplissement le plus important est le fait que le système démontre la capacité de la technologie optique à répondre aux besoins des avions», ajoute Jerry Symons. «Nous avons atteint la plupart de nos objectifs. Le système n’a pas encore été testé en vol, mais il a fait l’objet d’une démonstration sur un banc d’essai de trains d’atterrissage, qui a reproduit les charges que subissent les avions de passagers de taille moyenne.» Les essais ont démontré que le système calcule avec précision la charge d’atterrissage. Les données relatives à la charge contribuent également à l’automatisation d’autres fonctions de l’avion. Il s’agit notamment de l’optimisation du freinage et des paramètres du compensateur et de la poussée pour le décollage. Ensuite, l’équipe commencera à affiner les nouvelles fonctions jusqu’au niveau 6 de maturité technologique, en vue d’une implantation ultérieure sur les futurs avions commerciaux. À terme, cela se traduira par une diminution de la maintenance inutile et une réduction des coûts. Le projet a été financé par l’entreprise commune (EC) Clean Sky 2. L’EC bénéficie du soutien du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne et des membres de l’EC Clean Sky 2 autres que l’UE.
Mots‑clés
ALGeSMo, capteur, avion, atterrissage, optique, aviation, photonique, Airbus A320
