Des matériaux à mémoire de forme pour diminuer le bruit des réacteurs

Des chercheurs de Rolls-Royce, en partenariat avec l'Université de Birmingham, ont l'ambition de réduire le bruit des moteurs d'avion à l'aide de matériaux à mémoire de forme.



Cette étude fait partie du projet sur quatre ans ADVACT (ADVanced ACTuation) du 6e PCRD (programme-cadre de l'Union Européenne). Il vise à améliorer le contrôle des réacteurs d'avion, au niveau de leur efficacité et de leur bruit et est financé à hauteur de 6,6 millions d'euros dont 4,4 millions proviennent de l'Union Européenne.

Le bruit des réacteurs d'avion est causé par les turbulences des gaz éjectés. Les gaz d'échappement, très rapides, exercent une force de cisaillement sur l'air qui a une vitesse faible. Cet effort produit un bruit caractéristique. Néanmoins, le problème peut être évité si les gaz d'échappement et l'air se mélangent plus efficacement. Pour cela, il suffit de changer la forme de l'échappement, en ajoutant des dentelures et des chevrons. Ces excroissances fonctionnent comme des mélangeurs statiques: en tant qu'obstacles au flux de gaz ils provoquent des recirculations qui aident à mélanger plus facilement l'air et les gaz.

Cette technique a permis de réduire le bruit de quelques décibels. Malheureusement le dispositif augmente la traînée, ce qui provoque une diminution de la poussée de l'appareil. Pour compenser cet effet, le moteur à besoin de plus d'énergie, donc de plus de carburant. Les dentelures doivent donc être déployées uniquement lors des phases de décollage et d'atterrissage. Afin de résoudre ce problème, les chercheurs s'intéressent aux matériaux à mémoire de forme.

Les dentelures considérées sont faites d'un alliage de nickel et de titane qui change de forme en fonction du gradient de température (faible au sol, élevé en altitude où l'air est plus froid). Néanmoins, en pratique, les conditions météorologiques et de températures sont très variables, rendant nécessaire la présence de contrôleur de température autour de ces matériaux.

Ces contrôleurs n'ont pas besoin d'être extrêmement précis car le changement de forme s'effectue sur une variation de 20 °C. Il faut juste dépasser cette valeur pour obtenir la modification de la pièce. La rigidité du matériau dans ces deux positions définitives est l'un des points les plus importants. Les recherches s'orientent essentiellement sur un design optimal des dentelures, garantissant la flexibilité pour le changement de forme et la rigidité pour les formes stables.

Les chercheurs ne s'inquiètent pas pour la commercialisation future de ce système (intérêt de Boeing) et espèrent avoir un prototype en fonctionnement pour 2007.