La Nasa réduit de 70 % le bruit des avions près du sol

L'une des principales nuisancesnuisances pour les riverains d'un aéroport, c'est le volume sonore émis par les avions de ligne lors de leur approche finale pour l'atterrissage. Certes, d'énormes progrès ont été réalisés au niveau de la motorisation et on est loin des niveaux sonores d'antan et notamment celui du célèbre Concorde. D'ailleurs, dès 2021 son remplaçant, le X-Plane de la Nasa pourrait franchir le mur du son avec un volume sonore limité à 75 décibelsdécibels. Mis à part le bruit de la motorisation, il y a aussi celui de l'écoulement de l'air sur la carlingue de l'appareil. Il est très important lors de la phase d'atterrissage avec les volets de courbure baissés et surtout les trains déployés. En plus de ces deux éléments, les vastes cavités dans lesquelles les trains viennent se loger, sont extrêmement bruyantes. De vastes quantités d'air viennent s'y engouffrer avec fracas.

Le train d'atterrissage, un des éléments les plus bruyants

Réduire le volume sonore global produit par ces trois éléments présente un énorme challenge en terme de recherche acoustique pour les scientifiques. Il est effectivement très difficile de trouver les combinaisons permettant de réduire ce volume sonore.

La Nasa vient toutefois d'annoncer qu'elle est parvenue à mettre au point trois optimisations qui, en les cumulant, viennent atténuer ce seul bruit aérodynamique jusqu'à 70 % de sa puissance. Les chercheurs ont donc concentré leurs efforts sur ces fameux volets, le carénage de train et les cavités prévues pour escamoter ce train.

Baptisé Acoustic Research Measurement (ARM), le projet avait débuté avec des simulations informatiquessimulations informatiques, et des tests en soufflerie dès 2012. Depuis octobre, les scientifiques de l'Agence spatiale américaine ont pu tester en grandeur nature le fruit de leurs recherches grâce à deux jets Gulfstream III. Les expérimentations se sont déroulées sur l'Armstrong Flight Research Center de la base d'Edwards en Californie. Au niveau de la jambe des trains d'atterrissage, les chercheurs ont créé de minuscules trous dans le carénage du train pour modifier l'écoulement de l'air et réduire le bruit.

En réalisant des micro-perforations sur le carénage des jambes de train d'atterrissage de leur avion expérimental, les scientifiques de la Nasa sont parvenus à réduire considérablement le volume sonore produit par l'écoulement de l'air. Les flux d'air se diffusent plus silencieusement via ces trous. © Nasa / Ken Ulbrich

Des gouffres à air sous les ailes

Les chercheurs se sont aussi attaqués aux cavités des trains. Ils ont placé des chevronschevrons, en guise de déflecteurs près des entrées et ajouté une moussemousse pour réduire le son dans les cavités. Au niveau du train principal, un filet vient se tendre sur la surface du logement du train. Enfin, les scientifiques ont exploité une invention déjà mise au point auparavant pour optimiser les volets.

Le projet baptisé Acte, pour Adaptive Compliant Trailing Edge, consiste à remplacer les deux volets classiques en aluminium par des volets souples constitués de matériaux composites. Ce principe permet d'optimiser le rendement des volets, et l'absence d'interstice entre l'aile et la partie mobilemobile vient éliminer une source importante de bruit.

L'expérimentation Acte de la Nasa avait déjà permis de mettre au point des volets de courbure souples, permettant d'éliminer l'interstice entre l'aile et les parties mobiles. Avec ce système, le bruit est également considérablement atténué. © Nasa

Pour mesurer les résultats obtenus par ces trois procédés, les chercheurs ont placé au sol 185 microphones répartis sur un cercle d'un diamètre de 85 mètres. L'ensemble a été positionné pour que l'appareil le survole à une hauteur de 150 mètres. Les vols se sont achevés en mai et les données ont été étudiées depuis. Pour comparer les mesures, la Nasa a exploité un second appareil dénué des technologies.

Kevin Weinert, le chef de ce projet, en est certain « d'ici dix ans, les avions seront équipés de ces dispositifs de réduction de bruit ». Par ailleurs, il estime que ce principe pourra être adapté aux différents types d'avion quelle que soit leur taille.