ACTUALITÉS TECH – Il y a quelques décennies, prendre l’avion relevait encore du luxe rare ; aujourd’hui, cela fait partie intégrante de notre quotidien. Vacances d’été, courts séjours urbains, voyages d’affaires : le monde entier est accessible en quelques heures. Le transport aérien de marchandises est lui aussi devenu incontournable, des livraisons en ligne aux expéditions industrielles urgentes. Mais cette intensification du trafic pèse autant sur les aéroports que sur notre planète. D’où la question cruciale : comment rendre l’aviation plus verte, plus économique et plus sûre – même dans des conditions météorologiques extrêmes ? C’est précisément sur ce défi que travaillent les chercheurs hongrois, en coopération avec les plus grands constructeurs aéronautiques mondiaux.
Les experts du Laboratoire des Systèmes et du Contrôle (SCL) de HUN-REN SZTAKI collaborent notamment avec Airbus pour améliorer l’efficacité du transport aérien de passagers et de fret. Des avions moins gourmands en carburant et moins polluants apportent non seulement des avantages économiques, mais réduisent aussi l’empreinte écologique de l’aviation, tout en garantissant une sécurité accrue par temps turbulent.
Sans rompre avec les principes actuels de conception, mais en optimisant l’intégration des systèmes, une économie de carburant de 10 à 15 % a déjà été obtenue. L’une des clés consiste à accroître l’efficacité structurelle des avions et à améliorer leurs propriétés aérodynamiques : minimiser la traînée tout en maximisant la portance avec une consommation réduite.
Le département de recherche d’Airbus développe déjà des technologies pour des appareils destinés à être produits en série d’ici 2035. L’un des objectifs est de concevoir des ailes très fines et efficaces sur le plan aérodynamique. Mais l’envergure ne peut pas être augmentée indéfiniment : si l’aile est trop épaisse, la traînée augmente et la stabilité diminue. Des ailes longues et élancées peuvent en revanche améliorer considérablement les performances – et c’est là que les travaux du SZTAKI SCL sont déterminants.
Les chercheurs expérimentent aussi des avions à « aile volante ». Leur généralisation pourrait apporter 20 à 25 % d’économies supplémentaires en carburant, mais soulève de nouveaux défis : de nombreux aéroports devraient être profondément réaménagés, et la disposition des passagers à bord reste complexe. Par ailleurs, les études montrent que beaucoup de voyageurs se méfient des formes non conventionnelles. Or, la confiance des passagers est essentielle : pour les constructeurs et compagnies aériennes, il serait risqué de mettre en service des avions coûteux que certains refuseraient de prendre.
Phénomène de flutter et aéroélasticité
« Des ailes plus longues et plus fines sont plus sujettes à la résonance : dans certaines conditions, de petites vibrations peuvent s’amplifier et provoquer de fortes oscillations. Pour les ailes d’avion, on appelle cela le phénomène de flutter. Des vibrations à haute fréquence et non contrôlées peuvent causer de graves problèmes structurels, et aller jusqu’à la rupture de l’aile », explique Bálint Vanek, directeur adjoint du SZTAKI SCL. « De plus, certains aéroports ne peuvent pas accueillir d’appareils dépassant une certaine envergure. Dans ces cas, il faut relever les extrémités d’ailes, ce qui alourdit la structure et complique encore le travail du pilote – ou de l’autopilote. »
L’un des principaux domaines de recherche du SCL est précisément la modélisation et l’amortissement des vibrations des ailes en vol. Le laboratoire se spécialise dans l’aéroélasticité – l’interaction entre l’écoulement de l’air et les structures flexibles des ailes. « Certains essais en vol ne peuvent se faire qu’en simulation, c’est pourquoi nous utilisons des modèles mathématiques pour analyser le comportement des ailes en cas de turbulences, de rafales et d’autres conditions extrêmes. À partir de ces modèles, nous concevons des algorithmes permettant au logiciel de pilotage automatique de contrôler activement les ailes », ajoute Vanek.
Le SCL développe également de petites surfaces mobiles rapides capables de supprimer en temps réel les vibrations dangereuses en vol. Dans le cadre du programme Horizon2020 de l’Union européenne, et en partenariat avec Airbus, il a mis au point des actionneurs spéciaux pour les surfaces de contrôle des ailes, utilisés aussi par Dassault sur ses jets d’affaires Falcon.
