N°7AOÛT 2010

En septembre 2008, La 3AF, via le Groupe RégionalPoitiers-Centre Atlantique, organisait sur l’aéroport dePoitiers-Biard AEROTOP, le premier « salonAéronautique & Espace en Poitou-Charentes ». Suite àun grand succès salué par tous les médias régionaux,la deuxième édition AEROTOP 2010 est programméedu 23 au 26 septembre 2010 à Poitiers.

Quatre journées, sur le site de l’aéroport de Poitiers-Biard, au cours desquelles visites, présentations, con-férences, conférences-débats et tables rondes sontorganisées avec la même volonté de poursuivre ladynamisation de la filière régionale.

AEROTOP 2010 est plus particulièrement placé sousle signe de l’innovation et de la prospective, tant il estvrai que nous vivons une période où jamais la néces-sité d’inventer de nouveaux concepts et de nouvellesmanières de vivre avec le respect de l’environnementet la préoccupation de l’avenir n’a été aussi forte !

L’ambition affichée est bien de contribuer à la struc-turation et la dynamisation de l’activité de la filièreAéronautique & Espace en Poitou-Charentes, de trans-mettre aux jeunes générations la passion de sesmétiers, d’accomplir une démarche citoyenne dedéveloppement durable.

Dans cette optique, la 3AF cherche à susciter « unealchimie coopérative des métiers et des compé-tences » et avec cette deuxième édition, nous tablonssur un salon attractif et constructif pour l’avenir denotre société !

Reconduire AEROTOP, c’est, en quelques mots, afficherla filière « Aéronautique et Espace » en Poitou-Charentes, poursuivre la construction d’un réseauassociant formation, recherche et industrie, diffuserl’attractivité des métiers auprès des scolaires et desétudiants, installer une démarche citoyenne pourinformer le grand public des profonds changements àvenir du transport aérien.

Reconduire AEROTOP, c’est enfin s’offrir un meeting declôture : présentations d’aéronefs au sol, prestationsaériennes, voltige, parachutisme... Un spectacle de 5heures attend le grand public !

Jean TENSI,

Président Régional 3AF

Editorial

Jean TENSI

Dans ce N °La v ie des groupesrég ionaux

p2 -6L’écho des co l loques

p8 -16

L’AVENTURE CONTINUE…

Le programmeL

AVIE

DE

L’ASSOCIATION

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–AOÛT2010

AEROPORTDE POITIERS-BIARDJEUDI 23 SEPTEMBRE 2010,JOURNÉE DES SCOLAIRESAssociant les collèges et lycées des quatre départements dela région Poitou-Charentes, elle est organisée en collaborationétroite avec le Rectorat de l’Académie de Poitiers et le mondeétudiant :• informations pour les scolaires via un DVD sur les métiersde l’aéronautique ;

• « points rencontres » ;• découverte des formations et des filières…sont programmés avec le concours du GIFAS, de l’ONISEP,du Rectorat et de la 3AF.

VENDREDI 24 SEPTEMBRE 2010,JOURNÉE DES PROFESSIONNELSElle regroupe les enseignants, les chercheurs, les industrielsavec une volonté de rencontres, d’échanges et de mise enréseau de la filière :• visite libre des stands, de 9h à 14h : 70 à 80 exposantssont attendus dont 6 grands groupes, une cinquantaine dePME, une quinzaine de partenaires ainsi que des visiteursnon exposants. Cette première partie de la journée est des-tinée aux prises de contact et aux entretiens de gré à gréentre exposants et visiteurs ;

• en deuxième partie de journée, une conférence et quatretables rondes sont programmées :– la conférence de 14h30 à 15h30, traitera « Les maté-riaux » en deux parties : « structures » et « moteurs » ;

– tables rondes :> de 16h15 à 17h : « Les matériaux nouveaux » et « Lesalliances et partenariats d’entreprises » ;

> De 17h15 à 18h : « Entreprises, laboratoires, écoles...pôles de compétitivité, comment mieux travaillerensemble», et « Les procédures et méthodes dans l’aé-ronautique (NADCAP) ».

SAMEDI 25 SEPTEMBRE 2010,JOURNÉE GRAND PUBLIC ET PROFESSIONNELS• ouverture du salon au grand public en visite libre.Présentation d’aéronefs futuristes : drones, avions à pro-pulsion électriques, dirigeables... Dans l’après midi, uneconférence-débat animée par un journaliste de la professionpermettra de faire le point sur « l’avenir du transport aéro-nautique » en abordant les missions et objectifs du CORAC,notamment l’optimisation des structures (nouveaux maté-riaux) et la diminution de la consommation, l’alternative aukérosène et les énergies de substitution, les réductions desnuisances (bruit, pollution), la sécurité, le «désengorge-ment» des aéroports… ;

• conférence de 14h30 à 17h : «Transport aérien et déve-loppement durable»– le transport aérien face à des défis ;– les empreintes environnementales du transport aérien ;– les pistes de progrès ;– conclusions.

DIMANCHE 26 SEPTEMBRE 2010,JOURNÉE GRAND PUBLICUn meeting associant aviation civile et aviation militaire seraorganisé l’après-midi pour clôturer sur une note festive AERO-TOP 2010. Ce meeting accueillera des présentations d’aéro-nefs au sol, des prestations aériennes, de voltige, de para-chutisme... un spectacle de 5 heures attend le grand public !

AEROTOP 2008 – Journée professionnelle

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Les Turbofan “DGEN”de PRICE INDUCTION –L’avènement de la propulsionà réaction dans l’aviationgénéraleUne conférence de Bernard ETCHEPARRE

L’on rappellera que Bernard ETCHEPARRE, créateur et prési-dent de Price Induction, a reçu le Prix Innovation 2006 de la3AF. Cette conférence, organisée par le Groupe RégionalBéarn-Gascogne et donnée à Biarritz, chez Dassault-Aviation,le 17 mai, était une excellente opportunité de faire le point surun programme original et ambitieux.Les années 1990 voient l’arrivée des Very Light Jet (VLJ) enaviation d’affaires. Une question se pose alors : pourquoi nepas proposer la propulsion à réaction en aviation générale ?D’autant plus que l’on peut prédire un repli de l'utilisation del’essence « avion » (AVGAS), ainsi que son renchérissement.Si l’on assiste au développement de moteurs Diesel pour avia-tion générale, notamment par Thielert et SMA, BernardETCHEPARRE, fondateur de Price Induction, pressent lesavantages du passage à la turbine en aviation générale…Ceci débouche sur le concept de « PLJ » : Personal Light Jet,différent du VLJ, mais qui nécessite un moteur qui reste àdévelopper. Ce sera le début de l'aventure “DGEN”.Aujourd'hui, c'est avec un effectif de 37 personnes dont 26ingénieurs, que Price Induction engage désormais la finalisa-tion du développement du moteur DGEN et se prépare au pro-cessus de certification.

LES AVANTAGES DU TURBOFAN EN AVIATION GÉNÉRALE• Ces avions volant peu, le poste consommation n’est pasdéterminant dans le coût de possession. L’utilisation dukérosène est un « plus » ;

• Le «jet» permet d’élargir (modérément) le domaine de volsans remettre en cause la simplicité de pilotage propre àl’aviation générale ;

• Le coût de maintenance des turbines est inférieur à celuides moteurs à pistons ;

• Les niveaux de bruit et vibrations sont inférieurs à ceux desmoteurs à pistons.

LES SPÉCIFICATIONS DES DGEN

1. un moteur simple et rustique avec un faible coût de pro-duction et de maintenance, basé sur une architecture doublecorps/double flux. La turbine HP est non refroidie (TET <930 K).Le rapport de pression global est de 6 et le taux de dilutionélevé (7,6)Cela permet :• Un rendement thermopropulsif acceptable pour assurer l’au-tonomie ;

• Un bruit très faible, confortable pour les passagers et l’en-vironnement, du fait de la soufflante lente et de jets à faiblevitesse.

2. Poussée adaptée à un avion de 4 à 5 passagers, bimoteur,1600 kg en masse maximale au décollage ;

3. Développements ultérieurs pour avions plus lourds(2000 kg) ou plus rapides (300 Kts).

A partir de ces bases, Price Induction a développé un conceptinnovant avec des objectifs de performance particulièrementciblés. La poussée étant adaptée dès l'origine à un avion de4 à 5 passagers, bimoteur, de 1600 kg en masse maximaleau décollage (DGEN 380).La conception intègre la possibilité de développements ulté-rieurs (DGEN 390) pour avions plus lourds (2000 kg) ou plusrapides (300 Kts).Enfin, il a été décidé de développer des équipements « toutélectrique » pour cette gamme DGEN, l'alternateur- démarreurétant directement intégré sur l’arbre HP.

LES PERFORMANCES PRINCIPALES :• Poussée max SLS ISA : 256 daN SFC : 0,443 kg/daN.h ;• Poussée max continu à 10 000 ft et 400km/h : 107 daNSFC : 0,768kg/daN.h ;

• Poussée en croisière à 25 000 ft et 230 ktas : 66 daNSFC : 0,764kg/daN.h.

L’objectif de masse avec les équipements et sans la nacelleest de l’ordre de 80 kg. Cet objectif est important pour com-penser le surplus de consommation par rapport au moteur àhélice, qui reste, pour sa part, nettement plus lourd.

Illustration du DGEN 380 A6

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Enfin, la configuration retenue permet d'afficher un objectif deniveau de bruit composé aux 3 points réglementaires de55 dB.Les essais menés jusqu'à présent ont confirmé les attentesplacées dans les performances. Certaines se sont d'ailleursavérées supérieures aux prévisions.

LE MARCHÉ POTENTIEL

L’analyse de la structure du marché montre que le potentiel leplus important est, naturellement, situé aux USA, pays quireprésente à lui seul environ 75% des ventes possibles. En2015, les projections de Price Induction portent sur la ventemondiale de près de 600 moteurs, l’extrapolation pour l’an-née 2025 donnant environ 1300 moteurs.Les contacts avec les avionneurs intéressés se poursuiventactivement depuis les premiers essais au banc et dans l’en-semble, le concept est très bien accueilli. En effet, la pers-pective de concevoir un “jet” léger et économique séduit, demême que celle de créer un décalage par rapport aux pré-sentations habituelles (moteur à hélice, pistons ou turbines).Plusieurs études sont en cours, notamment pour adapter descellules de bimoteurs existantes au DGEN. D’autres portentsur des cellules nouvelles. Ce programme ne laisse personneindifférent et le début des opérations de certification devraitaccélérer le processus, tant auprès des constructeurs améri-cains qu'européens qui suivent le déroulement des essaisavec attention.

Il convient de noter que Price Induction a également décidéd’utiliser son expérience acquise pendant les essais pour pro-poser aux écoles d’ingénieurs et universités un ensemblemoderne et performant, basé sur un moteur instrumenté et unbanc d’essais (Gamme WESTT). Cette offre permet le rem-placement de bancs obsolètes et a séduit l’ISAE, dont le banc

a été installé en juillet 2008 et fait depuis lors l’objet dedémarches commerciales. Un concept avec fonctions simu-lées (Fadec) est également proposé et a été vendu, dans lecadre de la plate-forme AEROfan (Bordeaux) à l’ENSEIRB, ainsiqu’un banc d'apprentissage de montage/démontage moteur àl’ENSAM Bordeaux. Des offres sont en cours à l’exportation,cette initiative paraissant parfaitement répondre à un besoinnon couvert par un produit moderne et performant.La gamme “WESTT” pourrait ainsi se développer en parallèleavec celle des moteurs “bons de vol”.

LE PROGRAMME DE DÉVELOPPEMENTL’on rappellera que la fabrication des premiers prototypesainsi que le développement des installations a eu lieu en2005-2006. Le prototype N°1 a effectué ses essais entreoctobre 2006 et juin 2007.Après de nouveaux essais partiels (notamment le corps HP),les prototypes 3 et 4 ont été essayés à partir de juillet 2009.La définition des moteurs de certification est acquise et unenouvelle campagne d'essais a commencé en cet été 2010.Un second banc sera bientôt aménagé, qui pourra, en parti-culier, permettre les essais d'endurance.L'entreprise réfléchit actuellement aux différentes options etporteurs qui se présentent pour la future campagne d'essaisen vol. La décision interviendra en fonction des impératifs decertification et du calendrier finalement retenu, que PriceInduction verrait bien comme suit:Lancement de la certification DOA et TC pour le DGEN 380 enjanvier 2011 ;Obtention du DOA en 12 mois (fin 2011) ;Obtention du TC DGEN 380 en 24 mois (fin 2012) ;Obtention du TC DGEN 390 en 6 mois de plus (mi 2013).

Bernard VIVIER

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Marseille-Provence

Visite à l’Etablissementde Snecma à IstresLe 4 décembre 2009, une semaine exactement avant le pre-mier vol de l’Airbus militaire A400M, une trentaine de mem-bres du Groupe Régional Marseille-Provence ont été reçus àl’Etablissement de la Snecma à Istres par son DirecteurJérôme BONINI, également Directeur du Département Essaisen vol et membre de la 3AF.Le groupe SAFRAN (4 Millions d’Euros de chiffre d’affaire,11 500 employés) auquel appartient l’Etablissementregroupe:– Snecma (4 500 employés, propulsion aéronautique etspatiale) ;

– Turbomeca (turbomoteurs d’hélicoptères) ;– et la Sagem (électronique et drones).

La gamme des productions de Snecma est très étendue :– réacteurs civils : le CFM 56 conçu et exploité en parte-nariat 50/50 avec l’Américain (GENERAL ELECTRIC) etune participation importante dans les moteurs de fortepoussée (GE90, CF6, GP7200) ;

– moteurs militaires : les réacteurs M53 des MIRAGE, M88du RAFALE et LARZAC du JAGUAR (en coopération avecROLLS ROYCE) ;

– spatial : les moteurs et propulsion à combustible liquidedu lanceur ARIANE ;

– services de maintenance et de réparation.

Snecma compte 35 établissements, essentiellement répartisdans la région Parisienne. Les principaux sont à Villaroche età Gennevilliers pour les moteurs d’avions et à Verdon dansl’Eure pour les moteurs spatiaux ainsi qu’à Kourou en Guyane.

L’Etablissement d‘Istres est spécialisé dans les Essais en voldepuis 1962 sur la Base Aérienne 125 où il s’étend sur unesuperficie de 16 hectares. Il peut utiliser la longue piste de5,2 km. De plus les essais en vol disposent d’une zoneaérienne réservée près de la mer et bénéficient de la proxi-mité des installations d’essais en vol de Dassault.Les missions de l’Etablissement sont multiples :– essais de moteurs (sur banc) sol puis en vol ;– rédaction des consignes de vol ;– maintenance des réacteurs ATAR (qui ne sont plus pro-duits) et l’assistance technique pour réacteurs en déve-loppement ou en service au profit de Dassault et d’autresclients militaires.

Depuis 1969, des bancs à l’air libre (BAL) ont permis de tes-ter au sol l’OLYMPUS 593 de Concorde, le CFM56, le G.E.F404, le M53, le M88 et à présent le turbopropulseurTP400D6 de l’A400M.Les essais en vol de Snecma disposent également d’avionspour évaluer en vol les moteurs:– au départ avec un Constellation pour le réacteur LARZACjusqu’à aujourd’hui ;

– un Rafale pour le développement à plus forte puissancedu réacteur M88.

De plus, des essais en vol du réacteur Powerjet et Sam146développé conjointement avec le constructeur russe N.P.O.Saturn ont été réalisés en Russie sur un ILLIOUCHINE 76.

L’Etablissement Snecma d’Istres assure également des acti-vités de support technique pour les moteurs militaires :

– ATAR (pour les MIRAGE III étrangers encore en service) ;– LARZAC ;– M53P2 ;– M88-2 avec en 2010 :• Les essais en vol des logiciels et des calculateurs ;• L’évaluation des modifications pour passer à un intervalleentre révisions de 4000h de vol ;

• L’évaluation en vol en 2011 de l’augmentation de pousséedu M88 à 9 Tonnes ;

• Enfin les essais au banc au profit du Consortium entre 2006et 2011 EPI (EUROPROD International) du turbo propulseurTP 400 D6, avec une participation au développement, à lacertification et au support d’essais en vol en grandeBretagne de ce moteur sus C-130K Hercule de servitude.

DES ACTIVITÉS SUR LES MOTEURS CIVILS :– Sur CFM56, support technique et participation à l’améliora-tion et la modernisation en étude ;

– Sur SAM 46 Essais en vol sur IL 76 terminés en 2009 enRussie ;

– Sur SILVERCREST, réacteur pour la nouvelle générationd’avions d’affaires à compresseur axialo-centrifuge, avecpréparation d’essais au banc (BAL) pour 2012 et envol en2012-2013 ;

– Sur OPEN-ROTOR réacteur à 2 hélices contrarotatives déve-loppé dans le cadre du programme européen Cleansky (uti-lisation de composite et haut taux de dilution pour gagner30 % en consommation spécifique). Les essais en bancBAL sont programmés en 2013. Des problèmes acous-tiques restent à résoudre et l’installation à l’arrière desavions modifie de façon importante leur architecture.

L’établissement d’Istres dispose de moyens techniques étendus :– Pour la préparation des essais en vol et au banc à l’air libre:un atelier et un laboratoire de mesures et télémesures ainsiqu’une salle informatique sophistiquée ;

– A titre d’exemple, la chaine d’acquisition du BAL TR 400 meten œuvre 1015 voies de mesures statiques et 128 voiesdynamiques ;

– L’adaptation des avions bancs volants (Mirage 2000, Rafaleet IL76) est très contraignante ;

– En essais en vol, les mesures sont envoyées au sol en télé-mesure (sur IL 76, étaient installés 1200 voies de mesure) ;

– Pour la future chaine G2 Silvercrest Snecma fera l’acquisi-tion en 2010 de 800 voies de mesure ;

– Pour réaliser ces essais en vol, Snecma dispose de 2pilotes d’essais (en contrat avec Airbus) et un ingénieurnavigant. Il est précisé que le groupe SAFRAN utilise au totalune dizaine de navigants.

En ce qui concerne le turbo propulseur TP400D6, (11 000 chavec hélice octopale) il est réalisé par le consortium EPI ras-semblant des motoristes européens, Snecma en France(32,2%) Rolls Royce en Grande Bretagne (25%), MTU enAllemagne 22,2% et ITP en Espagne (20,6%) qui assurent enpartenariat la définition, la gestion et la vente de ce moteur.Pour Snecma, la responsabilité porte sur le carter d’entrée, lachambre de combustion, les turbines haute pression, etbasse pression ainsi que le carter d’échappement.Les essais sol sont partagés entre Snecma et ITP.Les essais en vol du moteur et de l’avion A400M sont placéssous responsabilité directe d’Airbus Military tant pour le bancvolant en Grande Bretagne que pour les Prototypes.Les hélices en matériaux composites sont réalisées par RatierFIGEAC (groupe Hamilton standard) sous responsabilitéd’Airbus.

LA

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COMMISSIONS

TECHNIQUES

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La visite s’est achevée par la salle de contrôle blindée du bancd’essai où a été détaillée l’imposante installation de contrôlede mesures et de transmission sécurisée de ces mesures,pratiquement en temps réel à tous les participants européensdu programme permettant ainsi leur exploitation dans lesmeilleurs délais.A remarquer que dans ce centre de contrôle, MTU dispose enpropre d’une installation lui permettant de gérer les paramè-tres du FADEC de régulation du turbopropulseur.

En résumé une visite très instructive, qui a fait prendreconscience aux participants de la complexité d’un tel pro-gramme et des outils industriels très sophistiqués mis enœuvre pour le mener à bien.

Paul LEMUHOT

Elles comportent une forte flèche (en forme de yatagan) etsont à pas variable positif et négatif (pour la reverse).Pour leur dégivrage, elles sont équipées d’un dispositif pneu-matique vers leur emplanture et électrique dans leur partieextrême.Les essais menés tant au sol qu’en vol ont permis de qualifierle turbopropulseur pour les vols prototypes de l’A400M enattendant l’homologation militaire et sa certification civile.

A l’issue de sa conférence, M. Jérôme BONINI a accompagnéle groupe 3AF auprès du banc d’essai BAL et répondu auxnombreuses questions posées par les participants en parti-culier sur le système assez compliqué de régulation numé-rique FADEC du turbopropulseur tant pour son hélice que pourson générateur de gaz et sa turbine libre. Cette régulation estplacée sous la responsabilité de MTU.

Toulouse Midi-Pyrenées

La Commission a déjà organisé un congrès et deux confé-rences en 2009. En 2010, 3 conférences ont déjà été réali-sées à ce jour et 2 sont prévues au cours du 4ème trimestre.Son objectif principal consiste en la promotion des scienceset techniques de l’Exploration et de l’Observation de l’espace.Elle publie des articles régulièrement dans la LETTRE 3AF, leRevue « Horizons » de l’AIAA-Houston et la Gazette 3AF/TMP.Un groupe « Prospective » est en cours de formation, le nom-bre de réunions est au moins de 6 par an.

Si vous voulez rejoindre notre CTN, n’hésitez-pas à nouscontacter, par courrier ou par mail :CTN 3AF EOS - Résidence 2-10, avenue Edouard Belin31400 Toulouse – FranceTél.. : 33 (0) 5 62 17 52 80Fax : 33 (0) 5 62 17 52 81E-mail : aaaftlse@aol.com

Philippe MAIRET,Secrétaire de la Commission

La Commission TechniqueExploration et ObservationSpatiales1

La Commission Technique Nationale Exploration etObservation Spatiales, hébergée par le Groupe RégionalToulouse – Midi-Pyrénées a un nouveau président : MichelBONAVITACOLA, 3 vice-présidents : Laurent MANGANE pourl’Exploration Spatiale robotisée et humaine, Marc RIEUGNIEpour l’Observation Spatiale et Siegfried HAUG pour laProspective, un secrétaire, Philippe MAIRET et un trésorier,Jean-Marc FAURE.

A ce jour, elle compte les autres membres suivants : ThierryCAMALBIDE, Jean-Luc CHANEL, Jeff DELAUNE, Mathieu LAR-ROQUE, Olivier MARTY, Jocelyne PIANCA-RIPERT, Carole ROM-BOLETTI et Joël SAVARINO.

1. La plaquette de présentation de la Commission est accessible via le site internet national de la 3AF. Elle se trpuve à l’adresseinternet suivante : http://wwwaaafasso.fr/crbst_124.html

CALE

NDRIER

Annonces des groupes régionauxet des commissions techniques

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Date Lieu Manifestation

2010POITIERS CENTRE-ATLANTIQUE (Tél.: 05 49 49 80 83 ; courriel : jean.tensi@lea.ensma.fr)

23-26 sept. Aéroport de Poitiers- AEROTOP 2010, Salon Aéronautique & Espace,Biard/3AF-GR Poitiers 2ème éditionCentre-Atlantique (www.aerotop.fr)

TOULOUSE MIDI-PYRÉNÉES (Tél. : 05 56 16 47 44 ; courriel : aaaftlse@aol.com)

23 sept. Cnes / Toulouse « Exomars », une conférence de M.Viso, F.Rocard,

à 13h30 Ph.Laudet (Cnes) et F.Westall (CNRS)

6 oct. Cité de l’Espace « D’autres planètes habitables ? »à 18h00 3AF, en partenariat

avec la Cité de l’Espace

20 oct. TOULOUSE / Auditorium « Similarités et différences du travail du spationaute et du piloteà 18h00 des abbatoires, en d’essai d’avion », une conférence de Philippe PERRIN,

partenariat avec l’AAE ancien spationaute et pilote d’essai Airbus

21 oct. TOULOUSE / Institut « Lorsque la conquête spatiale s'ouvre à l’éthique », avecà 20h30 Catholique, Salle Tolosa Jacques ARNOULD, Conseiller éthique au Cnes, Philippe PERRIN,

Spationaute, Airbus, Marc PIRCHER, Directeur du Cnes(Toulouse) – en partenariat avec le Cnes et l’ISAE

COMMISSION STRATÉGIE ET AFFAIRES INTERNATIONALES16 sept. Cnes / Paris 1er « La nouvelle politique d'Obama dans le domaine spatialà 17h00 2, pl. Maurice Quentin (exploration habitée... réaction européenne envisageable) »,

(M° Les Halles) une conférence du professeur Blamont, organisée par laCommission Stratégie et Affaires Internationales,

Date Lieu Organisateur Manifestation

20107-10 sept. PARIS lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr European Rotorcraft Forum

3AF

19-24 sept. NICE lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr ICAS 2010: 27th International Congress3AF of the Aeronautical Science

6-8 oct. REIMS CIpE 3AF « IES 2010, Intelligence Économique »France

7-8 oct. VARSOVIE Institute of aviation 14th CEAS-ASC WorkshopPologne http://netinstytut.edu.pl/ & 5th Scientific Workshop of X3-Noise

14thceasworkshop/index.html

23 oct. MARTIGUES (13) Commission Histoire Colloque: « Journée des pionniers Européens:il y a 100 ans , Henri Fabre, le 1er hydravion »

Colloques Nationaux et Internationaux

45ème Colloque 3AFd’Aérodynamique Appliquée1

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Bien que des collègues étrangers aient régulièrement contri-bué au colloque dans le passé, cette année la Commissionaérodynamique a décidé d’en élargir l’audience en appelant àune participation internationale et en adoptant l’anglaiscomme langue de travail.

Le 45ème Colloque d’Aérodynamique Appliquée, devenu le 45thApplied Aerodynamics Symposium, s’est tenu du 22 au 24mars 2010 à Polytech’Marseille. Son thème général était l’aé-rodynamique des écoulements à grande vitesse : du transso-nique à l’hypersonique, domaine caractérisé par des effets decompressibilité donnant lieu à des phénomènes spécifiques.Les aspects théoriques, numériques et expérimentaux, rele-vant de la recherche fondamentale, de la recherche appliquéeet de leur mise en œuvre industrielle, ont été considérés. Lessujets suivants ont été plus spécialement considérés :

– Les interactions onde de choc - couche limite sont un desphénomènes clé à l’origine d’une augmentation de la traînéeet de l’apparition du décollement, souvent accompagné d’in-stabilités. En outre, elles sont la cause de flux de chaleurintenses en hypersonique ;

– Les interférences de chocs donnent naissance à des struc-tures complexes et peuvent être à l’origine d’effets des-tructeurs, spécialement à grands nombres de Mach ;

– Le tremblement et le pompage des prises d’air sont carac-térisés par l’apparition de fluctuations spectaculaires degrande amplitude mettant en jeu l’ensemble de l’écoule-ment ;

– Les instabilités affectant pratiquement toutes les interac-tions et qui peuvent donner lieu à un couplage dommagea-ble entre l’écoulement et la structure du véhicule ;

– Le maintien de la laminarité, considéré comme un moyenprometteur et efficace pour diminuer la traînée des avionsde transport transsoniques et supersoniques, mais que l’onpeut aussi envisager pour les véhicules hypersoniques ;

– L’aérodynamique hypersonique est confrontée à des pro-blèmes spécifiques, tels que les effets de non-équilibre, desondes de choc extrêmement intenses et les flux de chaleurélevés ;

– Les projets d’avion d’affaire supersonique ont à prendre encompte les aspects environnementaux. La mise en œuvred’une optimisation multidisciplinaire peut aider à atteindreun tel objectif ;

The 45th 3AF Symposium onAerodynamics of high speedflows: « From transonic tohypersonic »

Le colloque d’aérodynamique appliquée est une excellenteopportunité pour des échanges scientifiques entre les mem-bres de la communauté aérospatiale où les aérodynamiciensde l’industrie, des instituts de recherche et des universités serencontrent. Chaque année, ce colloque se concentre sur unsujet différent représentatif des préoccupations du momentdans le domaine de l’aérodynamique. Il est organisé sur labase de 5 sessions introduites par des conférences pilotesdonnées par des experts confirmés. Traditionnellement, lecolloque se termine par une visite technique, si possible enrapport avec le sujet traité.

Figure 1. Le 45ème Symposium d’Aérodynamique Appliquée à Polytech’Marseille

L’ÉCHO

DES

COLLO

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La conférence pilote, donnée par le Professeur ThomasGatski (LEA-Poitiers and Old Dominion University), concernaitl’analyse par simulation numérique directe (Direct NumericalSimulation, DNS) des écoulements à grande vitesse limitéspar une paroi. De telles simulations, qui ont fourni une grandequantité d’informations, ont confirmé et complété des résul-tats expérimentaux. L’orateur a présenté un résumé de cessimulations et leur utilisation pour valider et modifier les théo-ries, explorer la structure de l’écoulement et obtenir des cor-rélations statistiques pour le développement de modèles deturbulence améliorés.La première communication de la session (Université deDschang/Université de Yaoundé/Université de Provence) pré-sentait un nouveau schéma de capture de choc précis etrobuste basé sur une approche hybride pour les problèmesd’écoulement compressible. La méthode mise au point, qui aété implantée et utilisée pour calculer un ensemble de casd’écoulements, peut atteindre une grande précision numé-rique, spécialement pour la résolution des surfaces decontact et éviter le phénomène d’escarboucle (carbuncle)dans les calculs multidimensionnels.

Le second papier (Onera/Arts et Métiers-ParisTech) portraitsur le développement d’un schéma, dit Residual-Based-Compact (RBC), implanté dans le code elsA de l’Onera pour lecalcul d’écoulements de turbomachine complexes. Leschéma RBC a été appliqué à des écoulements instationnairesdans des géométries de turbomachine réalistes. Les résultatsmontrent une amélioration significative de la précision dessolutions pour un surcoût modéré, comparé aux schémasclassiques.

La communication suivante (LIMSI) présentait une techniquemulti-résolution adaptative pour la simulation des écoulementscompressibles, la plupart des configurations aérodynamiquesimpliquant alors des interactions entre des ondes de choc etdes couches de mélange turbulentes. Pour être adaptées auxapproches DNS et LES, les techniques de raffinement doivent

– Les méthodes de prévision doivent tenir compte de difficul-tés particulières telles que la capture de fortes discontinui-tés, la prévision de la transition, les effets de la compressi-bilité sur la turbulence, les instabilités, les écoulementsdécollés, etc. ;

– Les moyens expérimentaux pour la simulation et la caracté-risation des écoulements à grande vitesse doivent aussiêtre considérés, compte tenu des difficultés rencontrées ausol pour produire des écoulements à haute vitesse et àhaute enthalpie pour les études hypersoniques.

Le Comité scientifique était composé des membres de laCommission Aérodynamique, du Professeur Holger Babinskyde l’Université de Cambridge, du Professeur Piotr Doerffer del’Institute of Fluid-Flow Machinery – Académie polonaise dessciences (IMP-PAN) à Gdansk et de Jean-Paul Dussauge,responsable du Groupe supersonique de l’IUSTI. Le sympo-sium était cosponsorisé par l’Onera, la Royal AeronauticalSociety et l’AIAA.

PRINCIPAUX RÉSULTATSLes allocutions de bienvenue ont été prononcées par DavidZeitoun, Directeur de Polytech’Marseille et Lounès Tadrist,Directeur de l’IUSTI (Institut Universitaire des SystèmesThermiques et Industriels). Les activités de recherche de cetinstitut sont focalisées sur les domaines de la mécanique etde l’énergétique. Les principaux sujets sont les écoulementscomplexes et les milieux granulaires, les milieux polypha-siques, les écoulements à grande vitesse, les transferts ther-miques et les milieux hétérogènes. Les activités de l’instituts’inscrivent dans la dynamique de développement du pôlescientifique de Marseille Château-Gombert, pôle majeur dansle domaine de la mécanique et de l’énergétique. L’IUSTI estaussi un laboratoire de recherche pour l’école d’ingénieurPolytech’Marseille à laquelle il est étroitement associé.

Polytech’Marseille est une école d’ingénieurs pluridisciplinaireappartenant au réseau des Ecoles polytechniques universi-taires. Le nombre d’étudiants est d’environ 740, l’école déli-vrant des diplômes dans le domaine du génie civil, du génieindustriel, de la mécanique et de l’énergétique, de la micro-électronique et les télécommunications. Elle est étroitementassociée à l’IUSTI et est implantée sur le même site.Les cinq sessions étaient consacrées aux principaux aspectsdu sujet général du colloque et présentaient les résultats lesplus récents dans ce domaine.

Session 1 : Méthodes de prévision (Président : JacquesSidès, Onera)

Figure 2. Sous-domaine de calcul au voisinage de la réflexiond’une onde de choc incidente (T. Gatski, LEA-Old DominionUniversity)

Figure 3. Marche face à l’amont dans un écoulement àMach 3 (G. Tchuen, F. Fogang, Y. Burtschell, P. Woafo)

Figure 4. Comparaison d’un schéma directionnel non com-pact (DNC3) d’ordre 3 et du schéma RBC3 d’ordre 3 dansun écoulement de turbomachine instationnaire. Grille VKI LS-59, modèle de turbulence de Spalart-Allmaras (B. Michel, P.Cinnella, A. Lerat)

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pour le déclenchement artificiel de latransition ont été développés et leur vali-dité contrôlée par comparaison avecdes résultats expérimentaux pour desécoulements à basse et haute vitesses.Plus récemment, la théorie dite de crois-sance transitoire, s’est révélée être effi-cace pour représenter l’effet de rugo-sité. Les influences du nombre de Machet de la température de paroi ont étédéterminées par une technique d’optimi-sation.

La première présentation de cetteseconde session portrait sur une ana-lyse numérique de l’écoulement naturel-lement laminaire (Natural Laminar Flow,NLF) sur une aile en flèche inverse (versl’avant). En assurant un écoulement lami-naire sur une plus grande partie de l’aile,une réduction considérable du coeffi-cient de traînée peut être obtenue. Uneméthode de conception automatiquepour le nombre de Mach de croisière aété utilisée pour maximiser l’extensionde la région d’écoulement naturellementlaminaire sur l’extrados de l’aile.La seconde conférence (Onera) étaitrelative à la prévision de la transitiondans un étage de turbine transsoniqueau moyen d’un modèle de transition dutype corrélation couplé au modèle deturbulence (k-ω) de Menter. L’emploi dece modèle améliore considérablementles résultats par comparaison à des cal-culs pleinement turbulents.

La communication suivante (EcoleCentrale de Lyon) concernait une étudeexpérimentale du bruit de choc engen-dré par interaction entre une couche demélange turbulente et les cellules dechocs se formant dans le jet d’unetuyère sonique tronconique. On a pucaractériser les modes axisymétriqueset hélicoïdaux associés au bruit de

être basées sur une analyse dire Multi-Resolution Analysis (MRA) qui fournit uneestimation de l’erreur sur la solution. Detels schémas couplés avec un algo-rithme MRA permettent une grande pré-cision des résultats, comparé à desschémas plus classiques sur un maillageunique.Le sujet de la dernière communicationde cette session (Université deSouthampton) portrait sur une modélisa-tion stochastique des oscillations àbasse fréquence dans une réflexion dechoc en présence d’une couche limiteturbulente. Dans ce travail, le problèmeest considéré d’un point de vue analy-tique et un modèle dynamique est pro-posé.

Session 2 : Laminarité, réceptivitéde la couche limite, aéroacoustique(Président : Yves Gervais, Universitéde Poitiers)La conférence pilote a été donnée parDaniel Arnal (Onera, Centre de Toulouse)avec comme sujet l’effet de la compres-sibilité sur la transition de la couchelimite laminaire. Des critères empiriques

Cas test Navier-Stokes 2D : tube àchoc (Re=200)

Cas test 3D : problème de Riemannsphérique

Figure 5. Une technique multiresolution adaptative (MRA) pour la simulation desécoulements compressibles instationnaires (C. Tenaud)

Figure 6. Réponse du modèle sous forme de distributions de densité spectrale depuissance (PSD) pour un forçage représentatif d’une turbulence amont (E. Touber,N. D. Sandham)

Figure 7. La transitionnaturelle est possibleen supersonique enraison de l’effet stabil-isateur du nombre deMach si les instabilitéstransversales (dites de« cross flow ou CF)sont contrôlées.Analyse d’essais envol, coopération JAXA-ONERA (D.Arnal)

Figure 8. Analyse numérique d’unécoulement naturellement laminaire surune aile en flèche inverse (P W CWong, M. Maina, P Nayyar, T Streit,C M Liersch, I Salah El Din, D Arnal)

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11La communication suivante (EcoleCentrale de Lyon) concernait une étudeexpérimentale du bruit de choc engen-dré par interaction entre une couche demélange turbulente et les cellules dechocs se formant dans le jet d’unetuyère sonique tronconique. On a pucaractériser les modes axisymétriqueset hélicoïdaux associés au bruit de« screech » et corréler les fluctuations

aérodynamiques avec le bruit induit parles chocs.Le troisième papier (Ecole Centrale deLyon) présentait une prévision directe dubruit d’un jet supersonique chaud avecchocs au moyen d’une simulation LESutilisant des schémas peu dissipatifscombinés à une méthode adaptative decapture de choc.La dernière communication (ITAM-Novossibirsk) concernait une étudeexpérimentale de la réceptivité aux per-turbations amont d’une interaction ondede choc – couche limite turbulente.L’étude a été exécutée pour des fluctua-tions naturellement présentes dans lacouche limite amont et des fluctuationsartificielles engendrées par un généra-teur de plasma à barrière diélectrique.Le dispositif permettait de créer desperturbations de la couche limite avecdes amplitudes et des fréquences biendéfinies.Cette première journée a été concluepar un cocktail offert par l’Université deProvence. A cette occasion, DenisBertin, Vice-président de l’Université,s’est adressé aux congressistes. Ce futalors une occasion pour Jean Délery,Président du Comité Scientifique, deremercier l’Université de Provence, et enparticulier l’IUSTI, pour son accueil effi-cace et amical.

Session 3 : Interaction onde de choc– couche limite (Président : Jean-Paul Dussauge, Université deProvence - IUSTI)La conférence pilote a été présentée parle Professeur Piotr Doerffer (IMP-PAN,Gdansk) sur les effets instationnairesdans les interactions choc – couchelimite avec décollement. Cette questiona été étudiée en grand détails dans lecadre du projet européen UFAST dontl’orateur était le coordinateur. L’objectifd’UFAST était de promouvoir les travauxexpérimentaux et théoriques dans ledomaine des instationnarités affectantles interactions onde de choc – couchelimite.

Le premier papier présenté au cours decette session (University of Glasgow/Queen’s University of Belfast) concernaitune étude expérimentale des instation-narités dans une interaction choc –couche limite en transsonique. Desobservations au moyen de films strio-scopiques à grande vitesse suggèrentque les instationnarités au recollementsont causées par une contraction et dila-tation du bulbe de décollement. Onpense aussi que le mouvement du chocpeut être amplifié par des ondes de

« screech » et corréler les fluctuationsaérodynamiques avec le bruit induit parles chocs.Le troisième papier (Ecole Centrale deLyon) présentait une prévision directe dubruit d’un jet supersonique chaud avecchocs au moyen d’une simulation LESutilisant des schémas peu dissipatifscombinés à une méthode adaptative decapture de choc.

Modèle de transition de Menter Pleinement turbulent

Figure 9. Prévision de la transition dans le stator CT3. Distributions du nom-bre de Nusselt moyen (A. Benyahia, R. Houdeville)

Vitesse longitudinale moyenne Pression statique moyenne

Figure 11. Simulation LES d’un jet supersonique sur-détendu (N. de Cacqueray,C. Bogey, C. Bailly)

Figure 10. Structure d’un jet supersonique sous-détendu (B. André,T. Castelain, C. Bailly)

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pression émises au recollement et se propageant versl’amont.La seconde communication (Delft University of Technology/Université de Provence) était consacrée à une étude des ins-tationnarités dans une interaction turbulente au moyen de laPIV résolue en temps. Les résultats confirment que, danscette interaction décollée par intermittence, il existe une cor-rélation marquée entre la position du choc et la taille du bulbedécollé.La communication suivante (Université de Provence) concer-nait une étude numérique par LES d’une interaction turbulentedans un cas de décollement naissant, puis dans un cas fran-chement décollé. La base de données résolues en tempsainsi obtenue a été utilisée pour caractériser la cinématiquedu choc réfléchi, la position du choc étant définie à chaqueinstant par la recherche du maximum de gradient de pressionselon une direction normale au choc.

Le quatrième papier (Onera/University of Liverpool) présentaitdes résultats relatifs à une interaction transsonique instation-naire et à son contrôle par générateurs de tourbillon. Le casexpérimental a été simulé au moyen des approches URANS etDES (Detached Eddy Simulation).La dernière communication de cette session (University ofCambridge) concernait une étude expérimentale des écoule-ments de coin et des dissymétries dans un canal transso-nique. Un paramètre reliant la taille du coin à la géométrie ducanal a été proposé et utilisé pour comparer les résultats dela présente étude à des expériences effectuées dans d’autresinstallations.

Session 4 : Prévision et contrôle du tremblement(Président : Eric Coustols, Onera)La conférence pilote, donnée par Murray Cross (Airbus), pré-sentait les concepts de simulation et de conception futurs.Dans le cadre de Vision 2020, des objectifs ambitieux on étéassignés au trafic aérien pour les décades à venir. Ceux-ciincluent une réduction des émissions de 50% et une diminu-tion du niveau du bruit extérieur de 10-20 dB. Afin de faciliterla recherche et le développement d’un saut qualitatif dans lesméthodes de simulation et de conception, le projet FuSim

Figure 13. Jean Délery, Lunès Tadrist, Jean-Paul Dussaugeet Denis Bertin

Figure 14. Détermination du mouvement du choc par filmstrioscopique (E. Bénard, J.-C. Huang, S. Raghunathan)

Figure 12. Perturbations amont dans une interaction choc –couche limite turbulente engendrées par décharge à barrièrediélectrique (P. Polivanov, A. Sidirenko, A. Maslov)

Figure 15. Dynamique du bulbe et déversement tourbil-lonnaire dans une réflexion de choc. Mesures par PIV àgrande cadence de répétition (B.W. van Oudheusden,A.J.P. Jöbsis, F. Scarano, L.J. Souverein)

Ecoulement moyen

Champ instantané (10kHz, passé à 10image/seconde)

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La seconde présentation (Onera) avait pour sujet une simula-tion LES du tremblement transsonique sur le profil Onerasupercritique OAT15A. La configuration choisie est en fait undéfi en matière de LES et la stratégie de calcul adoptéerepose sur une modélisation de la turbulence par zone (LESpour l’extrados, RANS pour l’intrados et DES dans le sillage).

(Future Simulation Concept) a été mis en œuvre pour coor-donner et entreprendre des recherches an accord avec lavision Airbus.

Le premier papier de la quatrième session (Università diRoma “La Sapienza”) portait sur une simulation numériquedirecte d’une interaction onde de choc – couche limite trans-sonique avec un maillage contenant un grand nombre depoints (environ 250×106). Pour les conditions de calcul rete-nues, l’écoulement moyen n’est pas décollé. Toutefois, larégion d’interaction est caractérisée par l’existence d’un cou-rant de retour intermittent s’étendant sur plusieurs épaisseursde couche limite amont et par la formation d’une couche demélange turbulente avec un lâcher instationnaire de struc-tures tourbillonnaires.

Figure 16. Calcul LES de la réflexion d’un choc incident surune couche limite turbulente (L. Agostini, L. Larchevêque,P. Dupont, J.-P. Dussauge)

Figure 17. Onde de chocoscillante dans un canaltranssonique (R. Bur, S.J.Lawson, G.N. Barakos)

Expériences (mesures LDV) Calculs URANS

Figure 18. Visualisations de l’écoulement pariétal dans uncanal transsonique avec interaction onde de choc –couche limite (P. Bruce, D. Burton, N. Titchener,H. Babinsky

Ecoulement pariétal à Mach 1,5. (a): paroi latérale A,(b): plancher, (c): paroi latérale B. Ecoulement du hautvers le bas

Ecoulement pariétal à Mach 1,4. (a): paroi latérale A, (b):plancher, (c): paroi latérale B. Ecoulement du haut versle bas

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Le papier suivant (IMP-PAN) était relatif à une application ducontrôle passif à une onde choc en vue de la réduction dubruit, l’objectif du travail étant d’appliquer le contrôle à uneextrémité de pale d’hélicoptère en vol d’avancement.Toutefois, l’effet principal peut être étudié à grande vitessedans des conditions de vol stationnaire.La communication suivante (Onera) portrait sur le contrôle dutremblement sur une aile en flèche en transsonique. Desessais sur la configuration de base ont permis de caractériseravec précision les conditions conduisant au tremblement.Ensuite, des actuateurs passifs et actifs ont été testés pourretarder l’entrée en tremblement en supprimant, ou réduisant,l’étendue du décollement de la couche limite.

Les résultats présentés dans le papier suivant (IMP-PAN) ontété obtenus dans le cadre du projet Européen UFAST, une destâches étant consacrées à des simulations RANS et URANSd’interactions onde de choc – couche limite en écoulementinterne. Les présents calculs ont été exécutés sur destuyères, étudiées aussi expérimentalement, l’une avec uneparoi plane, l’autre avec une paroi courbe.

Cette session a été conclue par la remise du prix de la meil-leure présentation au 44ème Colloque d’AérodynamiqueAppliquée à Paola Cinnella, Pietro Congedo, Lucia Parussini etValentino Pediroda pour leur communication intitulée« Quantification of thermodynamic uncertainties in real gasflows ». Ce prix, décerné chaque année par la CommissionAérodynamique de la 3AF, récompense le contenu scienti-fique, l’excellence de l’exposé oral et la qualité de la versionécrite.

Distribution du nombre de Mach moyen

Distribution de pression statique

Vue 3D du system de chocs

Figure 19. Simulation numérique directe d’une interactiontranssonique à Mach 1,3 (M. Bernardini, S. Pirozzoli, F.Grasso)

Critère Q coloré par la vitesse longitudinale

Visualisation strioscopique de l’écoulement transsoniquedans la soufflerie S3Ch de l’Onera

Figure 20. Calcul LES de l’écoulement autour d’un profiltranssonique dans des conditions de tremblement(E. Garnier, S. Deck)

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Nombre de Mach – Calcul sans contrôlepassif (NACA0012, Ma = 0,8,Re = 9×106, α = 2,26O)

Nombre de Mach – Calcul avec contrôlepassif (NACA0012, Ma = 0,8,Re = 9×106, α = 2,26O)

Iso-surface de vorticité pour le rotorCaradonna-Tung

Coefficient de pression à r/R = 0,89 pourle rotor Caradonna-Tung

Figure 21. Contrôle passifappliqué à une interactionchoc – couche limitetranssonique et applicationà un rotor d’hélicoptère (P.Doerffer, O. Szulc)

Configuration de base – Visualisation pariétale àα = 3,5°. Tremblement bien établi

Générateurs de tourbillon mécaniques

Générateurs de tourbillon fluidiques

Figure 22. Contrôle du tremblementsur une aile en flèche en transsonique.Expériences dans la soufflerie S3Ch de l’Onera(P. Molton, R. Bur, A. Lepage, V. Brunet, J.Dandois)

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Editeur• Association Aéronautiqueet Astronautique de France3AF – 6, rue Galilée, 75016 ParisTél. : 01 56 64 12 30Fax : 01 56 64 12 31www.aaaf.asso.fr

Directeur de Publication• Michel SCHELLER

Rédacteur en chef• Khoa DANG-TRAN

Comité de rédaction• Michel de la BURGADE, JacquesSAUVAGET, Jean TENSI

RédactionTél. : 06 81 88 98 51E-mail : lettre@aaaf.asso.fr

Conception• Khoa DANG-TRAN,Sophie BOUGNON

Imprimerie• Bialec, Nancy

Réalisation• Sophie BOUGNON

Dépôt légal : 3ème trimestre 2010

Crédits Photos : Jean DELERY, Onera,Price Induction

Ont notamment contribuéà ce numéro : Jean DELERY, PaulLEMUHOT, Philippe MAIRET, Jean TENSI,Bernard VIVIER

ISSN 1767-0675 / Droit de reproduction,texte et illustrations réservés pour tous pays

Cette journée très studieuse s’est terminée par le traditionneldiner amical organisé à bord d’un bateau ancré dans le VieuxPort.

La suite (Session 5 et visite des laboratoires de l’IUSTI)dans une prochaine Lettre 3AF n°8-2010…

Visualisation pariétale Lignes de frottement calculées

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Nombres de Mach calculés Visualisations strioscopiques

Figure 23. Ecoulement transsonique dans une tuyère à paroi incurvée (P. Flaszynski, P. Doerffer, R. Szwaba)

Figure 24. Paola Cinnella reçoit le prix de la meilleure communica-tion des mains du président de la Commission Aérodynamique