Dégivrage et nanomatériaux

Posted on 25/12/2012 by

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Source: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71617.htm

Lorsqu’un aéronef traverse des nuages de gouttes d’eau surfondues, un dépôt de glace se forme sur la partie frontale des différentes structures (ailes, pales, empennage, entrées d’air…). Cette accumulation de glace peut provoquer, d’une part, des modifications très importantes des profils aérodynamiques des voilures, et d’autre part, l’extinction des moteurs suite à l’ingestion de glace se détachant des entrées d’air. Pour être autorisé à voler dans ces conditions dites « givrantes », un aéronef doit posséder des systèmes de protections de dégivrage ou d’antigivrage installés sur les surfaces exposées. Ces derniers, activés par le pilote lorsque l’avion pénètre dans un nuage givrant, doivent minimiser les effets du givre et permettre à l’aéronef de poursuivre son vol [1].

Néanmoins, les systèmes de dégivrage utilisés sur les aéronefs actuels ont des besoins énergétiques importants. De plus, il est difficile de les combiner avec des matériaux composites, qui prennent une place toujours plus importante dans les nouveaux modèles d’avions.

Ainsi, des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de durabilité des structures et de fiabilité des systèmes (LBF) de Darmstadt (Hesse) ont développé un système de chauffage performant à consommation énergétique optimisée pour voilures d’aéronefs. Ce système est constitué de nanomatériaux intégrés dans la matière de l’aile, formant une couche conductrice elle-même surmontée d’une couche protectrice. Aucun matériau métallique n’a été utilisé, améliorant la protection contre la foudre et augmentant la résistance à la fatigue.

Des essais au sol ont montré que la température de l’aile pouvait ainsi atteindre 120°C. Une campagne de tests a par ailleurs été menée en soufflerie, à une température ambiante de -18°C, en pulvérisant de l’eau sur l’aile. Une couche de givre apparaît alors sur la surface de la voilure, que le système de chauffage permet de faire fondre. Inversement, si l’eau est pulvérisée alors que le système de chauffage est déjà activé, aucune trace de givre n’apparaît sur l’aile.

Dans une prochaine étape, l’équipe de chercheurs souhaite développer ce dispositif jusqu’au stade de son industrialisation.

Compléments:

Pour plus d’informations, consulter l’article en ligne de l’ONERA, « Givrage des avions et des hélicoptères » – 28/08/2009 – http://www.onera.fr/dmph/givrage/index.php

« ILA 2012: Schutz vor vereisten Flügeln », dépêche idw, communiqué de presse de la Société Fraunhofer – 30/08/2012 – http://idw-online.de/pages/de/news493755