Aile volante : poursuite des développements exploratoires

Réservée jusqu'à présent à l'usage des militaires, l'aile volante est un concept régulièrement évoqué à propos de l'architecture des avions de transport du futur. Au sein de l'ONERA, elle fait l'objet de travaux exploratoires, que ce soit au niveau national ou à travers la coopération entre l'ONERA et le DLR. Actuellement, dans le cadre d'un projet européen baptisé "VELA" (Very Efficient Large Aircraft) que pilote Airbus, le Département Etudes et Réalisations de Maquettes (DERM) achève la construction d'une des deux maquettes dont les essais en soufflerie devraient commencer au cours du second semestre de cette année.

Exemple de configuration d'aile volante étudié au niveau européen

Quand il évoque l'avion du futur, Michel de Gliniasty, Directeur Scientifique Général de l'ONERA, préfère parler de "systèmes de transport aérien du futur", qui fonctionneront en parallèle et à des altitudes différentes. Il en imagine trois. Le premier, un système dédié au transport de fret qui, aux altitudes les plus élevées, mettra en oeuvre des avions subsoniques sans pilote. Reposant sur l'utilisation d'appareils supersoniques, le second sera un système de transport rapide destiné aux gens pressés ne regardant pas à la dépense pour gagner du temps. Quant au troisième, extension du système actuel dont le nombre de passagers progresse chaque année d'environ 6%, Michel de Gliniasty estime qu'il devrait s'appuyer sur des flottes d'appareils ressemblant à des ailes volantes.

Un partenariat véritablement intégré

Aujourd'hui, l'aile volante apparaît comme une solution prometteuse. Aussi de nombreux développements exploratoires sont-ils en cours dans plusieurs pays. A l'ONERA, ces recherches sont menées essentiellement dans le cadre de la coopération entre l'ONERA et le DLR. Cette coopération peut être comparée à une sorte de "pot commun" dans lequel les deux partenaires associent leurs activités sur une thématique donnée. Ainsi, pour l'aile volante, seule activité à apparaître dans le domaine "nouveau concept" de cette coopération, chacun des deux partenaires apporte ses propres études, financées soit dans le cadre du projet VELA, soit via le programme national de chaque pays. Dans ce dernier cas, il s'agit pour l'ONERA de contrats développés en co-traitance avec Airbus et financés par le Ministère des Transports.

La bonne santé de cette coopération est illustrée par les essais en soufflerie qui vont être menés sur deux maquettes d'ailes volantes au cours du second semestre de cette année. "C'est l'exemple même d'un projet réalisé en partenariat véritablement intégré", souligne Bruno Mialon, ingénieur de recherche du Département Aérodynamique Appliquée (DAAP) qui participe au projet VELA. Au passage, il tient à souligner que pour la suite de ce projet sur laquelle les Allemands et les Français réfléchissent actuellement, la même démarche a été adoptée.

Deux maquettes soufflées à Toulouse et Braunschweig

A Lille, dans le Département Etude et Réalisation de Maquettes (DERM) que dirige Marc Deschamps, et à Braunschweig en Allemagne, au sein du DLR, ingénieurs et techniciens travaillent à la réalisation de ces deux maquettes. "Nous devrions être prêts au printemps", indique-t-on à Lille. De leur côté, les Allemands ne devraient achever leur travail qu'au début de l'été. Dans les ateliers du centre de Lille, la fabrication de certaines pièces de la maquette est déjà achevée, alors qu'à l'étage supérieur, deux ingénieurs devant leur écran travaillent, l'un sur la gouverne arrière, l'autre sur des aspects de la fabrication. "Il y a beaucoup d'aller-retour, d'autant plus que nous travaillons sur plusieurs projets à la fois", précise-t-il. Bientôt les techniciens pourront commencer l'assemblage de cette maquette de deux mètres d'envergure, pour un poids d'à peine dix kilos. "Pour cette maquette, nous utilisons principalement l'aluminium et les composites. Cependant, certaines pièces comportent des mousses ou du bois, en particulier du noyer", précise Marc Deschamps. Quant à la maquette allemande, dont la forme est plus élancée, elle sera en composites moulés.

C'est en juin, à Toulouse, dans la soufflerie S5, que les premiers essais de la maquette lilloise devraient débuter, celle du DLR devant avoir lieu en septembre. Ensuite les deux maquettes entameront une nouvelle campagne d'essais à Braunschweig. Chacune de ces campagnes devrait durer environ trois semaines. "Dans S5, les maquettes seront statiques. Il s'agira d'étudier les effets de montages de soufflerie, encore inconnus sur ces formes non conventionnelles, et de faire l'acquisition d'une base de données statique pour différentes configurations de braquages de volets. En revanche, dans la soufflerie du DLR, les maquettes seront installées sur un mât qui vibre dans les six directions. Nous mesurerons alors des dérivées dynamiques", explique Bruno Mialon. Celui-ci rappelle que VELA est architecturé par disciplines (aérodynamique, mécanique du vol, structure, etc.) et que ces essais seront menés dans le cadre de la mécanique du vol, d'où la mesure de dérivées dynamiques.

Exemple de configuration d'aile volante étudié au niveau européen