Nm4 – Vie et physique d’une traînée de condensation 

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Nm4 – Vie et physique d’une traînée de condensation 

Nicolas BONNE (ONERA)

Les traînées de condensation (ou contrails) sont des nuages de cristaux de glace qui se forment dans les jets issus des moteur d’avion et qui contribuent au bilan radiatif de l’atmosphère. Dans des conditions atmosphériques favorables à leur persistance, leur rôle dans le réchauffement climatique dû à l’aviation peut dépasser la contribution du CO2 d’origine aéronautique. Cependant, l’incertitude sur la quantification du forçage radiatif dû aux contrails est assez élevée (de 30 à 170 %). Cette incertitude est due aux difficultés d’effectuer des mesures en vol derrière un avion ainsi qu’à la complexité à simuler un phénomène allant de la sortie moteur d’un avion jusqu’à un nuage de plusieurs kilomètres de large pouvant perdurer plusieurs heures. Cette différence d’échelles implique que de nombreux phénomènes physiques influent sur la vie d’une traînée. Lesquels ? Quand sont-ils importants dans l’évolution d’une traînée ? Comment simuler des échelles si différentes ? Nous présenterons un résumé de la vie d’une traînée de condensation et les différents problèmes rencontrés lors de l’étude de ce phénomène.

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Guilhem SEIZE (Safran Aircraft Engines)
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Nm2 – Technologies de combustion et réduction de l’impact environnemental des turbomoteurs

Axel VINCENT (ONERA) & Christophe VIGUIER (Safran Helicopter Engines)
Résumé
20 avril 2023 | 9h00 - 12h00
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Nm3 – Hydrogène et propulsion, les défis technologiques

Jérémy FERT (Safran Aircraft Engines) & Simon MENAGER (Ariane Group)
Résumé
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Nm4 – Vie et physique d’une traînée de condensation 

Nicolas BONNE (ONERA)
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Nm3 – Hydrogène et propulsion, les défis technologiques

Jérémy FERT (Safran Aircraft Engines) & Simon MENAGER (Ariane Group)

L’hydrogène comme combustible aéronautique présente des caractéristiques très particulières qui, ont un impact majeur sur les systèmes, leur dimensionnement et leur intégration.

Le concepteur doit relever de nombreux défis, qu’ils soient énergétiques, technologiques, environnementaux et bien sûr sécuritaires.

Dans le domaine énergétique, les problématiques à traiter portent sur le conditionnement de l’hydrogène avant l’injection, les besoins en distribution de puissance et la combustion. Concernant les défis environnementaux, des progrès sont requis dans les connaissances sur les effets directs et indirects de l’hydrogène sur le climat. Enfin, les risques inhérents à l’utilisation de l’hydrogène nécessitent des moyens de prévention et de protection spécifiques accompagnés d’une évolution de la réglementation et des moyens de certification.  

Mais le principal défi réside dans le développement et la mise en œuvre de solutions compatibles des contraintes d’exploitation commerciales.

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Nm2 – Technologies de combustion et réduction de l’impact environnemental des turbomoteurs

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Nm2 – Technologies de combustion et réduction de l’impact environnemental des turbomoteurs

Axel VINCENT (ONERA) & Christophe VIGUIER (Safran Helicopter Engines)

Les hélicoptéristes et motoristes doivent répondre aux défis climatiques et de santé tout en améliorant les performances d’opérabilité de leurs machines.

L’augmentation du rendement thermique des turbomoteurs et le recours aux bio-carburants sont les axes privilégiés pour réduire l’empreinte carbone mais ceci a un impact direct sur les émissions polluantes (NOx et particules fines). Par ailleurs, l’extension du domaine d’opérabilité de la machine (allumage à très altitude, décélération très rapide en évitant tout risque d’extinction) complexifie la recherche du compromis pollution/ opérabilité au niveau de la chambre de combustion.

Safran Helicopter Engines et ses partenaires de recherche (ONERA, CNRS, Safran Tech) développent des solutions technologiques nouvelles sur la base d’un concept en rupture, la combustion giratoire. Celle-ci peut-elle répondre à l’ensemble des enjeux auxquels seront confrontés les moteurs futurs  

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Nm1 – L’hybridation propulsive, seulement une affaire de motoriste ?

Guilhem SEIZE (Safran Aircraft Engines)

Dans l’objectif de réduire la consommation, l’hybridation propulsive permet une gestion différente de la puissance propulsive et non propulsive en introduisant un paramètre supplémentaire au carburant : les électrons. L’hybridation propulsive devient également une technologie clé pour répondre aux besoins croissants en énergie électrique des avions de nouvelle génération et adresse aussi la problématique du taux de descente de ces appareils. Sa mise en œuvre implique l’introduction de machines électriques sur les arbres Haute Pression (HP) et Basse Pression (BP) des turbomachines. A terme, si génération électrique et hybridation propulsive sont combinés, comment le moteur et l’avion seront-ils associés dans la gestion de ce système ?

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Nm4 – Vie et physique d’une traînée de condensation 

Nicolas BONNE (ONERA)
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Nm4 – L’hydrogène pour une propulsion décarbonée du transport aérien futur

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Nm4 – L’hydrogène pour une propulsion décarbonée du transport aérien futur

S. Zurbach (SAFRAN TECH) & D. Gaffié (ONERA)

La recherche d’un nouvel équilibre pour l’Aviation Civile, écologiquement soutenable, acceptable sur les plans économique et sociétal, adresse la problématique de l’exploitation d’énergies propulsives nouvelles. Dans ce contexte, l’hydrogène apparait au premier abord comme une solution prometteuse pour une Aéronautique de demain, totalement décarbonée. Mais au-delà de cet avantage indiscutable, quels sont les inconvénients liés à son utilisation? Quels sont les défis technologiques à relever pour qu’il puisse prétendre au rang de combustible aéronautique, répondant aux exigences environnementales, d’opérabilité et de sécurité? Autant de questions qui seront abordées dans cet entretien.

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Nicolas BONNE (ONERA)
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Nm3 – Sécurité incendie : initiatives expérimentales et numériques.

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Nm3 – Sécurité incendie : initiatives expérimentales et numériques.

S. Pugliese (AIRBUS) & G. Leplat (ONERA)

Le risque feu est un élément essentiel de la sécurité aérienne notamment dans le contexte spécifique d’une utilisation de plus en plus large des matériaux composites qui permettent un allégement de la structure avion pour atteindre de meilleures performances sur les missions opérationnelles. Les recherches liées au développement de méthodes expérimentales et numériques dédiées à l’étude des effets du feu occupent une place de premier plan afin de répondre aux enjeux actuels d’une aviation plus respectueuse de l’environnement. En particulier, l’amélioration des performances passe par le développement de nouveaux matériaux dont certains sont confrontés au risque feu. Les activités de recherche visent à fournir les outils permettant aux industriels de traiter cette problématique dès la phase conception afin de gagner en efficacité : code de calculs incluant des modèles représentatifs et validés, moyens d’essais couvrant toutes les échelles d’intérêt. D’autre part, la crise sanitaire a mis sur le devant de la scène la transition écologique qui va orienter la recherche de nouvelles solutions. Les initiatives conjointes industrie/recherche montrent qu’il est possible de progresser efficacement en portant les efforts dans la bonne direction pour répondre aux besoins de chacun en utilisant au mieux les compétences disponibles. A partir d’une présentation de certains de ces projets en commun (projet de recherche fondamentale PhyFIRE, projet coopératif SURFACE, plateforme d’essais à grande échelle PyCoFiRe), le débat pourra s’orienter vers les problématiques de sécurité incendie liées au remplacement du kérosène par des carburants alternatifs et de l’hydrogène, ou à l’électrification des avions avec la présence de batterie et le transport de fortes puissances. Si les matériaux et structures doivent résister au feu, l’avion doit être en capacité de détecter rapidement l’incendie et, via son pilote, de l’éteindre de façon tout aussi respectueuse de l’environnement.

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