Outils de conception pour réacteur
Les voyages en avion sont en hausse et cette tendance devrait se poursuivre dans un avenir proche. Les réacteurs qui sont chargés de maintenir les avions en vol sont également responsables d'une quantité impressionnante d'émissions de dioxyde de carbone (CO2) ainsi que de la génération d'oxydes de nitrogène (NOx), des polluants dangereux. Afin de réduire les émissions et minimiser l'impact environnemental du transport aérien sans cesse croissant, de nouveaux systèmes de combustion sont nécessaires. La combustion est le processus par lequel le combustible brûle. L'air est aspiré dans le réacteur, puis comprimé. Le combustible est injecté dans l'air et une étincelle allume le mélange. Les gaz brûlés sont contraints de s'échapper par l'arrière du moteur, créant la poussée qui fait avancer l'avion. Malgré la relative simplicité du procédé, une thermodynamique chimique complexe est à l'œuvre. Afin d'obtenir une poussée optimale avec un minimum d'émissions, les ingénieurs et scientifiques doivent concevoir un moteur offrant le mélange de gaz parfait et le bon 'timing' d'allumage et de propulsion. Sans modèles prédictifs à leur disposition, les scientifiques seraient obligés d'effectuer de nombreux bancs d'essais avant de développer et d'optimiser les moteurs à combustion de demain. Des chercheurs européens ont développé les outils de conception requis grâce au financement par l'UE du projet Timecop-AE («Toward innovative methods for combustion prediction in aero-engines»). Ils ont adapté une méthode très efficace de simulation de l'écoulement turbulent des combustibles gazeux (simulation à grande échelle ou LES, en anglais) au processus de combustion dans des moteurs à combustion conventionnels et ceux dits à combustion en mélange pauvre. Ces derniers sont plus économes et produisent moins de gaz à effet de serre, mais davantage d'émissions de NOx. Bien qu'ils soient assurés de jouer un rôle primordial dans les conceptions futures, des modifications sont requises pour résoudre des problèmes importants tels que celui lié au fonctionnement de la chambre de combustion. Les outils prédictifs Timecop-AE permettent désormais aux concepteurs de modéliser le processus de combustion, notamment le phénomène de l'instabilité en régime transitoire, sans avoir à effectuer les nombreux bancs d'essais. Améliorer l'efficacité des moteurs du futur tout en réduisant le coût et le temps de commercialisation des nouveaux produits devrait assurer une position dominante aux constructeurs européens de moteurs pour l'aéronautique.
