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Posté par Isabelle le Mardi 11/11/2014 à 00:00
Un bond en avant pour l'avion du futur

Moteur hybride.Illustration: Europa
D'ici 2050, le conseil consultatif ACARE (Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe) veut réduire les nuisances du transport aérien de 75% pour les rejets de gaz carbonique (CO2), de 65% pour le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) et de 90% pour les rejets d'oxydes d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2, constituant majoritaire...) (NOx). Les améliorations progressives de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) des moteurs actuels ne peuvent suffire.

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) AHEAD («Advanced hybrid engines for aircraft development (Development est une revue scientifique bimensuelle à comité de lecture couvrant tous les champs de la génétique évolutive du développement allant de la biologie cellulaire, des...)»), financé par l'UE, travaille donc à un nouveau moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple)...) hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement...), avec un nouveau système de propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie...) et une nouvelle architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.). Les chercheurs établiront la faisabilité de ce moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...) hybride pour une nouvelle génération d'ailes volantes multi-carburants. Ce type d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans...) pourra transporter des carburants cryogéniques et du biocarburant (Les biocarburants (ou agrocarburants) au sens strict sont des carburants liquides produits à partir de plantes cultivées. Suivant les...). Son fuselage (Le fuselage désigne l'enveloppe d'un avion qui reçoit généralement la charge transportée, ainsi que l'équipage. Le fuselage d'un avion supporte la voilure et...) en aile volante (Une aile volante désigne un aéronef ne possédant ni fuselage ni empennage. Les différentes surfaces mobiles nécessaires au pilotage de l'appareil sont toutes situées sur l'aile. C'est également l'aile qui...) assure une grande portance et pourrait améliorer le rendement énergétique et l'autonomie.

Le moteur hybride révolutionnaire intègre de nouveaux systèmes. Par exemple, les hélices carénées à rotation inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y =...) réduisent le diamètre nécessaire et améliorent l'efficacité de la propulsion pour le même taux de dilution (La dilution est un procédé consistant à obtenir une solution finale de concentration inférieure que celle de départ, soit par ajout de solvant,...). L'intégration de la purge réduit la consommation de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.), et l'utilisation de l'alimentation en couches limites sur les moteurs hybrides renforce leur rendement.


Aile volante. Illustration: Europa

Le système de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une...) hybride utilise de l'hydrogène et du biocarburant (dans des conditions sans flamme) pour réduire les rejets de CO2 et de NOx (NOx, de N symbole de l'azote, O celui de l'oxygène et x représentant une stœchiométrie inconnue est une abréviation utilisée dans le domaine de la chimie, de la...). La propulsion de l'aile volante multi-carburants avec du gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) et du kérosène a réduit d'environ 65% les rejets de CO2 et de 80% ceux de NOx, et diminué notablement le bruit. La réduction des rejets de CO2 est supérieure pour la version fonctionnant à l'hydrogène liquide, mais il reste à en évaluer le coût CO2.

Les résultats à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) ont dépassé les objectifs prévus. La conception préliminaire de l'aile volante est terminée. L'architecture du moteur hybride a été optimisée. Le système de purge a été défini et l'échangeur de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) est en cours d'évaluation pour déposer un brevet. L'utilisation de simulations par dynamique des fluides (La dynamique des fluides est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquide ou gaz. La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande normalement de calculer diverses...) a permis de sélectionner la meilleure géométrie pour la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans...) de l'hydrogène, laquelle est maintenant en cours de fabrication.

Afin d'évaluer l'impact sur le réchauffement planétaire, les chercheurs ont étudié les effets des rejets de vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), de CO2 et de NOx par l'avion AHEAD équipé de moteurs hybrides. Ils ont accordé une attention spéciale à l'impact de la vapeur d'eau qui se condense en traînées à haute altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.) et que l'on pense avoir un effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas...).


Le moteur hybride du projet AHEAD représentera un grand pas en avant en termes de respect de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...). La configuration en aile volante, associée à ce moteur hybride, promet d'apporter les avancées nécessaires à l'aviation civile (L'aviation civile désigne tout ce qui est relatif à l'aviation non militaire. Cela englobe donc le transport civil de passagers et de marchandises.).


Pour plus d'information voir: projet AHEAD

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Source: Europa