Le 14 septembre 2022, l’AJPAE, l’Association des Journalistes Professionnels de l’Aéronautique et de l’Espace, a décerné le prix ICARE à la grande soufflerie de l’ONERA, S1MA, située à Modane-Avrieux dans les Alpes.
Le calcul numérique dans tout ça…
Le calcul numérique et les essais en soufflerie sont des outils complémentaires. Malgré les avancées du calcul numérique, tout ne peut encore être parfaitement simulé, en particulier :
- Les configurations basses vitesses, qui intègrent des géométries complexes avec des parties mobiles (comme les becs et les volets )
- Les interactions entre le moteur et l’avion
- Le comportement de l'aéronef en conditions sévères (limites du domaine de vol, cas de pannes, phénomène de tremblement ou de flottement
- Dans le domaine militaire, la séparation armement/aéronef où les phénomènes instationnaires sont extrêmement complexes à simuler
Si les essais en soufflerie seront encore un passage obligé pour de très nombreuses années, le développement de la métrologie et de la puissance de calcul permettront d'affiner les essais en soufflerie et de mieux corréler le numérique et l'expérimental pour une plus grande efficacité dans les essais.
Une reconnaissance de la presse du secteur toute naturelle puisque ce fleuron de l’industrie française est incontournable dans le paysage ASD et concoure à l’innovation des aéronefs de demain depuis plus de 70 ans. Retour sur cette cathédrale des vents hors normes.
Le prix ICARE
Décerné pour la première fois en 1957, cette distinction récompense chaque année l’œuvre et l’engagement d’une personnalité ou d’une équipe dans le domaine aéronautique ou spatial. Ce prix, à haute valeur symbolique, fait l’objet d’un vote solennel des membres actifs et associés de l’AJPAE à la suite de l’assemblée générale annuelle.
Qu’est-ce qu’une soufflerie et à quoi sert –elle ?
Schématiquement, réaliser un essai en soufflerie consiste à mettre une maquette d’aéronef dans une veine d’essai où elle est soumise à un écoulement d’air à différentes vitesses. La maquette doit être représentative de l’aéronef réel et l’écoulement d’air représentatif de l’action de l’air lors du vol réel : les phénomènes aérodynamiques et les forces qui s’exercent sur cette maquette, sont de même nature que celles qui s’exercent sur l’aéronef.
Dans l’esprit du grand public, le développement d’un avion passe par de la recherche, des calculs et des essais en vols mais il n’imagine pas les souffleries et pourtant c’est un outil incontournable dans le développement de l’aviation. Car il y a une vie avant le premier vol….
On peut dire, pour, que les grandes souffleries visent 3 objectifs : optimiser la conception des avions, accroître leur sûreté et étudier des phénomènes qu’on ne sait pas simuler.
Les plus grands programmes d’avions civils et militaires, de lanceurs et de missiles ont été testés dans nos souffleries : tout ce qui vole en France a une part de l’ADN des grandes souffleries de l’ONERA, dans lesquelles ont été testés des avions civils, militaires (Rafale, A400M), des missiles tactiques et stratégiques français, des hélicoptères, mais aussi des programmes spatiaux comme (Ariane). Les grandes souffleries de l’ONERA accueillent également de nombreux acteurs internationaux.
S1MA, vaisseau amiral du parc de souffleries de l’ONERA
S1MA est au sens littéral « hors normes ». Avec sa veine de 14m de long et de 8m de diamètre la soufflerie, S1MA est la plus grande soufflerie sonique au monde. La taille de la veine permet de placer des maquettes de très grande taille et de nombreux instruments de mesure. On peut ainsi tester des maquettes très représentatives, dans des conditions très proches du vol réel.
S1MA est capable de monter jusqu’à la vitesse du son, à un nombre de Mach égal à 1, soit 1200 km/h. Le débit d’air dans la section d’essai est alors de 10 tonnes d’air/seconde. Et pour monter d’un nombre de Mach égal à 0 à 0,8, la soufflerie S1 met seulement 3 minutes.
Depuis la salle de contrôle attenante à la veine d’essai, les ingénieurs et techniciens d’essais pilotent l’installation et surveillent tous les paramètres. Ils sont notamment responsables de la mise en œuvre de toutes les techniques de mesures, souvent développées par l’ONERA, qui permettent de comprendre et d’exploiter l’essai. Ce qui est particulier à l’ONERA, c’est que l’on développe une métrologie, c’est-à-dire des outils qui permettent de comprendre ce qui se passe sur et autour de la maquette et donc de produire des données extrêmement précises et représentatives.
S1MA est, pour résumer, exceptionnelle par sa dimension, sa puissance, et ses performances.
Une installation qui rime avec souveraineté
Le saviez-vous ?
Récupérée par la France en 1945, à la suite du transfert d'une grosse soufflerie transsonique que les Allemands avaient commencé à construire dans le Tyrol autrichien, pendant la Seconde Guerre mondiale, S1 fut installée à Modane-Avrieux car il fallait une très grande hauteur de chute d’eau pour la faire tourner, aucune centrale électrique ne délivrant à l'époque la puissance nécessaire.Cette soufflerie, S1MA, fut alors conçue pour un fonctionnement sur turbine hydraulique. Elle fonctionne aujourd'hui encore, comme les autres souffleries de Modane à l'aide de turbines alimentées directement par l'eau d'une conduite forcée (de plus de 800 mètres de hauteur) provenant des lacs de barrages artificiels de la vallée du Fond d'Aussois ce qui permet de disposer des souffleries les plus vertes au monde.
Les souffleries ont bénéficié d’un important soutien financier (47 M€) destiné à les pérenniser et à anticiper les besoins des futurs développements aéronautiques. L’objectif : répondre aux défis futurs et conserver le leadership mondial.
Il s’agit du plan ATP (Aero Testing Programme), mené avec le soutien de la Banque Européenne d’Investissement. Ce projet ambitieux de plusieurs dizaines de millions d’euros, couplé à des financements de la DGA et de la DGAC, permet d’accroître le potentiel des installations, de réduire les coûts de maintenance mais aussi de les doter de nouvelles capacités (par exemple des capacités acoustiques) ou de les enrichir. Ainsi, les souffleries de l’ONERA comptent demeurer un outil de souveraineté au profit de l’industrie.
Dans la prochaine décennie, les grands programmes issus du plan de relance de l’aéronautique et des grands développements militaires en cours (Système de combat aérien du futur, composante dissuasion, missiles conventionnels) sont attendus dans les souffleries de l’ONERA.
