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C'est en voulant imiter les oiseaux que l'homme inventa les avions. Aujourd'hui, il veut pousser le concept encore plus loin et s'inspirer de l'efficacité animale optimisée par des millions d'années d'évolution. Deux caractéristiques intéressent particulièrement les chercheurs : la capacité d'une aile à se déformer en temps réel, et l'effet des petites plumes périphériques, qui cassent les turbulences et réduisent le bruit…
À Toulouse, deux laboratoires en collaboration avec Airbus inventent des modèles d’ailerons d’avion, construits avec des nouveaux matériaux , qui adaptent leurs formes par excitation électrique. C’est le morphing électro-actif.
ITV Marianna Braza
Physicienne
Le morphing, on peut dire que c’est un silhouétage des ailes d’avion du futur afin d’augmenter leurs performances en vol.
Deux maquettes d’ailes électro actives ont été crées au laboratoire plasma et conversion d’énergie.
L'élément principal est composé d'un alliage à mémoire de forme actionnée par l’électricité qui a la capacité de se déformer.
ITV Marianna Braza
Sous l’effet électrique, on donne une vie à ces matériaux là.
ITV Jean-François Rouchon
Professeur des Universités – Électrodynamique
On a une complémentarité que nous cherchons à avoir au niveau de nos voilures d’avion, qui est de dire que finalement il y a des tourbillons basse fréquence, qu’on va pouvoir mieux contrôler peut-être avec des alliages à mémoire de forme et puis d’autres, plus haute fréquence, qu’on va pouvoir aller contrôler ou simplement agir dessus grâce à des matériaux de type piézo-électriques par exemple.
Ces matériaux , installés à l’extrémités de l’aile, casseront les turbulences responsable des nuisances sonores, au décollage et à l’atterrissage.
ITV Christophe Cros
Ingénieur Airbus, Emerging Technologies and Concepts
La technique que nous allons étudier avec MFT l’institut Laplace consiste, selon un phénomène de bio-mimétisme, d’essayer de reproduire le phénomène que l’on trouve sur les ailes des grands oiseaux et, par un mouvement que nous allons insuffler sur le bord de fuite, c’est à dire l’extrémité des ailes de nos avions, venir intéragir avec l’écoulement d’air sur les ailes et ainsi venir casser l’énergie des tourbillons qui se trouvent dans cet écoulement.
Ambiance :
Fais-gaffe au câble. Donc là on va essayer d’arriver dessus,
Je descends et tu montes ?
C’est la première fois que je la vois assemblée.
Et comment tu vas faire pour le joint là ?
Ça va être du scotch de compétition.
Pour les scientifiques, c’est un grand jour. Ils vont tester pour la première fois une des maquettes de l’aileron à la soufflerie de l’institut de mécanique des fluides de Toulouse, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives.
Comme les oiseaux, les matériaux intelligents utiliseront l’énergie du vent pour voler, mais ces matériaux ont en plus la faculté de stocker cette énergie pour la restituer.
ITV Marianna Braza
De par la nature des matériaux électro-actifs, nous pouvons capter et stocker momentanément une partie de l’énergie vibratoire environnante qui existe dans toute situation de vol ; afin de la restituer pour alimenter en énergie une partie du fonctionnement du morphing.
ITV Karl-Joseph Rizzo
Post-doctorant en électrodynamique et aérodynamique
Si on devait faire le parallélisme avec le biomimétisme, là on a réussi à faire une aile avec des plumes qui sont capables de bouger, une sorte de muscle global qui change la forme et puis on a rajouté une espèce de sens cognitif – on arrive à avoir un retour, on sait comment le muscle se déforme, on a plus d’information en retour. Donc on est capable de sentir, et en même temps d’agir pour défomer l’aile.
Du coup, on est plutôt content parce que tout fonctionne bien et même un peu mieux qu’on espérait. Pour une première mondiale, on est plus que satisfait. Franchement, une petite émotion. Voilà.
ITV Christophe Cos
Les gains que l’on espère, ils sont de plusieurs types en fonction des phases de vol. Un des gains possibles par exemple, c’est la réduction du bruit lors des phases de décollage et d’atterrissage – les bruits liés à l’aérodynamique de l’avion. En phase de croisière, on espère diminuer la trainée, c’est à dire la force qui va s’opposer à l’avancement de l’avion ; en diminuant cette force on va augmenter l’efficacité de l’avion et réduire la consommation de carburant.
Quelle sera la prochaine étape, comment passer du laboratoire, à l’aile de demain ?
On va essayer maintenant de transformer l’essai, de passer d’une échelle réduite qui est celle des laboratoires dans lesquels on essaie d’amener un concept et que maintenant l’échelle 1 va nous permettre j’espère de confirmer sur une voilure qui aura un à deux mètres d’engergure.
Dans un délai d’un an à peu près, on va tester une maquette à échelle intermédiaire dans cette soufflerie ici. Si le concept confirme ses promesses, l’étape suivante sera de rentrer dans une phase de pré-développement industriel avec Airbus, avec les experts voilure Airbus pour essayer, pourquoi pas d’aller vers un essai envol.
À Toulouse, deux laboratoires en collaboration avec Airbus inventent des modèles d’ailerons d’avion, construits avec des nouveaux matériaux , qui adaptent leurs formes par excitation électrique. C’est le morphing électro-actif.
ITV Marianna Braza
Physicienne
Le morphing, on peut dire que c’est un silhouétage des ailes d’avion du futur afin d’augmenter leurs performances en vol.
Deux maquettes d’ailes électro actives ont été crées au laboratoire plasma et conversion d’énergie.
L'élément principal est composé d'un alliage à mémoire de forme actionnée par l’électricité qui a la capacité de se déformer.
ITV Marianna Braza
Sous l’effet électrique, on donne une vie à ces matériaux là.
ITV Jean-François Rouchon
Professeur des Universités – Électrodynamique
On a une complémentarité que nous cherchons à avoir au niveau de nos voilures d’avion, qui est de dire que finalement il y a des tourbillons basse fréquence, qu’on va pouvoir mieux contrôler peut-être avec des alliages à mémoire de forme et puis d’autres, plus haute fréquence, qu’on va pouvoir aller contrôler ou simplement agir dessus grâce à des matériaux de type piézo-électriques par exemple.
Ces matériaux , installés à l’extrémités de l’aile, casseront les turbulences responsable des nuisances sonores, au décollage et à l’atterrissage.
ITV Christophe Cros
Ingénieur Airbus, Emerging Technologies and Concepts
La technique que nous allons étudier avec MFT l’institut Laplace consiste, selon un phénomène de bio-mimétisme, d’essayer de reproduire le phénomène que l’on trouve sur les ailes des grands oiseaux et, par un mouvement que nous allons insuffler sur le bord de fuite, c’est à dire l’extrémité des ailes de nos avions, venir intéragir avec l’écoulement d’air sur les ailes et ainsi venir casser l’énergie des tourbillons qui se trouvent dans cet écoulement.
Ambiance :
Fais-gaffe au câble. Donc là on va essayer d’arriver dessus,
Je descends et tu montes ?
C’est la première fois que je la vois assemblée.
Et comment tu vas faire pour le joint là ?
Ça va être du scotch de compétition.
Pour les scientifiques, c’est un grand jour. Ils vont tester pour la première fois une des maquettes de l’aileron à la soufflerie de l’institut de mécanique des fluides de Toulouse, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives.
Comme les oiseaux, les matériaux intelligents utiliseront l’énergie du vent pour voler, mais ces matériaux ont en plus la faculté de stocker cette énergie pour la restituer.
ITV Marianna Braza
De par la nature des matériaux électro-actifs, nous pouvons capter et stocker momentanément une partie de l’énergie vibratoire environnante qui existe dans toute situation de vol ; afin de la restituer pour alimenter en énergie une partie du fonctionnement du morphing.
ITV Karl-Joseph Rizzo
Post-doctorant en électrodynamique et aérodynamique
Si on devait faire le parallélisme avec le biomimétisme, là on a réussi à faire une aile avec des plumes qui sont capables de bouger, une sorte de muscle global qui change la forme et puis on a rajouté une espèce de sens cognitif – on arrive à avoir un retour, on sait comment le muscle se déforme, on a plus d’information en retour. Donc on est capable de sentir, et en même temps d’agir pour défomer l’aile.
Du coup, on est plutôt content parce que tout fonctionne bien et même un peu mieux qu’on espérait. Pour une première mondiale, on est plus que satisfait. Franchement, une petite émotion. Voilà.
ITV Christophe Cos
Les gains que l’on espère, ils sont de plusieurs types en fonction des phases de vol. Un des gains possibles par exemple, c’est la réduction du bruit lors des phases de décollage et d’atterrissage – les bruits liés à l’aérodynamique de l’avion. En phase de croisière, on espère diminuer la trainée, c’est à dire la force qui va s’opposer à l’avancement de l’avion ; en diminuant cette force on va augmenter l’efficacité de l’avion et réduire la consommation de carburant.
Quelle sera la prochaine étape, comment passer du laboratoire, à l’aile de demain ?
On va essayer maintenant de transformer l’essai, de passer d’une échelle réduite qui est celle des laboratoires dans lesquels on essaie d’amener un concept et que maintenant l’échelle 1 va nous permettre j’espère de confirmer sur une voilure qui aura un à deux mètres d’engergure.
Dans un délai d’un an à peu près, on va tester une maquette à échelle intermédiaire dans cette soufflerie ici. Si le concept confirme ses promesses, l’étape suivante sera de rentrer dans une phase de pré-développement industriel avec Airbus, avec les experts voilure Airbus pour essayer, pourquoi pas d’aller vers un essai envol.
Les ailes du futur
13.11.2015
Pour inventer les avions de demain, les chercheurs se tournent vers la nature. Mais comment imiter les muscles, plumes et cerveau qui font d'un oiseau un animal volant si efficace ? Pour y parvenir, les chercheurs se tournent vers des technologies innovantes telles que le "morphing électro-actif", les matériaux "piézo-électriques" et les capteurs "avec retour en temps réel".
À propos de cette vidéo
Titre original :
Les ailes du futur
Année de production :
2015
Durée :
7 min 15
Réalisateur :
Claude Delhaye
Producteur :
CNRS Images
Intervenant(s) :
Marianna Braza
Directrice de Recherche CNRS
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier/ Coordonnatrice des projets Morphing de la plate-forme SMARTWING
Jean-François Rouchon,
Professeur des Universités, Institut National Polytechnique de Toulouse
Directeur de l'ENSEEIHT, École nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications
Laboratoire Plasma et Conversion d’Energie (LAPLACE)
CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier/
Karl-Joseph Rizzo
Post-doctorant en électrodynamique et aérodynamique
Christophe Cros
Ingénieur Airbus, Emerging Technologies and Concepts - Toulouse
Directrice de Recherche CNRS
Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier/ Coordonnatrice des projets Morphing de la plate-forme SMARTWING
Jean-François Rouchon,
Professeur des Universités, Institut National Polytechnique de Toulouse
Directeur de l'ENSEEIHT, École nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications
Laboratoire Plasma et Conversion d’Energie (LAPLACE)
CNRS / Université Toulouse Paul Sabatier/
Karl-Joseph Rizzo
Post-doctorant en électrodynamique et aérodynamique
Christophe Cros
Ingénieur Airbus, Emerging Technologies and Concepts - Toulouse
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