Naissance d'une peinture sensible aux fluctuations de pression

L'ONERA et son partenaire CSEM - centre de recherche et développement suisse spécialisé notamment les micro/nano-technologies, ont été récompensés ensemble par le CCIFS pour une innovation capitale en matière de métrologie en soufflerie.

Le CSEM et l'ONERA ont développé ensemble une nouvelle PSP - peinture sensible à la pression - à court temps de réponse permettant la mesure des fluctuations de pression dans les conditions des souffleries transsoniques industrielles. L’expertise du CSEM en nano-capteurs de gaz et son expérience de collaboration avec l’industrie ont motivé le choix de ce partenaire par l’ONERA.

La structure nano-poreuse de la nouvelle peinture génère une grande surface d’échange avec l’air, contribuant ainsi à atteindre les performances recherchées. La mesure de la pression par les PSP repose en effet sur le principe de la luminescence d’un colorant dont l’émission dépend principalement de la pression de l’air. La fréquence des fluctations captées atteint les 5 kHz, soit un temps de réponse inférieur à 0,1 milliseconde.

   
PSP appliquée dans la soufflerie S2 de Modane sur une maquette de Dassault Falcon et visualisation des coefficients de pression (fausses couleurs)

L’ONERA a une longue expérience des peintures sensibles à la pression (PSP) permettant de mesurer la distribution de pression à la surface des maquettes testées en soufflerie. Jusqu'à la mise en oeuvre de cette innovation, les PSP n'étaient utilisées que pour accéder aux pressions moyennes des régimes établis.

Micrographie d'une couche nano-poreuse de la
PSP mise au point par le CSEM

La nouvelle peinture développée avec le CSEM a d’ores et déjà été utilisée par l’ONERA en 2015 pour un contrat industriel dans la  soufflerie transsonique ONERA S2MA de Modane.

Les résultats obtenus font de cette PSP instationnaire une nouvelle métrologie déterminante dans l’offre de l’ONERA. Cette innovation répond à un enjeu majeur pour l'industrie aérospatiale :
la nécessité de connaître et contrôler les instabilités aérodynamiques pour améliorer la sureté et les performances de vol des aéronefs.

Fluctuations sur les voilures (phénomène de tremblement) à la limite du domaine de vol.

Simulation numérique aérodynamique avec le logiciel ONERA elsA

Voir également le communiqué de presse CSEM ONERA du 12 février