L’avion du futur selon le CNRS

A l’approche du salon du Bourget, le CNRS fait le point sur l’avion de demain. Objectif : rendre les avions plus sûrs, plus propres et plus performants. Grâce à la modélisation, aux simulations de pointe et aux bancs d’essais, les matériaux composites s’imposent face aux métaux. C’est l’objet de l’article « Le régime minceur des avions de ligne ». Non corrosifs, les composites rendent les avions plus légers, plus résistants et donc moins consommateurs de carburant. Grâce à eux, les avions ont déjà perdu plusieurs tonnes! Sur les modèles les plus récents (Boeing 787 et Airbus A350), la proportion de matériaux composites peut dépasser 50%. Ils s’étendent aux fuselage et aux ailes. Il s’agit notamment de composites à matrice organique – généralement un polymère – renforcée par des fibres de carbone pour le fuselage et les ailes. Ou à matrice en céramique pour certaines pièces de moteur.

Il y a un revers à la médaille. Pour dissiper le courant en cas de foudroiement, il faut rajouter des poutres en cuivre dans le fuselage. Par ailleurs, ces matériaux absorbent moins bien les chocs. Leur maintenance est aussi plus coûteuse. Les chercheurs travaillent donc sur les procédés de fabrication pour les rendre moins coûteux et plus rapide : chauffage par induction ultrarapide, infrarouges… Ils analysent aussi les différents types d’impacts grâce à la plateforme STIMPACT.

Améliorer les moteurs pour réduire les pollutions

Dans son article « la quête du moteur idéal », le CNRS rappelle les récentes évolutions des moteurs à réaction. Le principal défi reste d’assurer la stabilité de la flamme et une combustion la plus complète pour réduire les émissions de polluants. Grâce à des innovations sur la chambre de combustion, le moteur LEAP du groupe Safran connait par exemple un véritable succès commercial avec déjà près de 11.500 commandes.

Les derniers développements ont permis de réduire de moitié la consommation de kérosène des moteurs. Un voyageur consomme désormais environ 4 litres aux 100 kilomètres. Mais le défi des moteurs hybrides reste capital et difficile à surmonter. Solar Impulse a certes réussi une véritable performance avec son tour du monde solaire. Mais ce n’est pas demain que les avions de ligne auront une motorisation électrique. Pour remplacer les 240 tonnes de kérosène d’un A380, il faudrait 3.600 tonnes de batteries, estime le CNRS.

Moins de bruit en perspective ?

Le bruit des avions au décollage a déjà diminué de plusieurs dizaines de décibels ces trente dernières années. Des recherches sont notamment menées pour identifier les sources de bruit et les neutraliser en y apposant à proximité des « pièges sonores ». Des recherches s’intéressent aux métamatériaux qui absorbent mieux les bruits ou encore à des matériaux qui transforment le son en électricité. D’autres étudient encore de nouvelles architectures d’avion.

Par Matthieu Combe, journaliste scientifique