Intégration Acoustique pour les Futures Propulsions Aéronautiques – ASTRAL

La Chaire industrielle est divisée en plusieurs Work Packages scientifiques et technologiques :
1. Des techniques de modélisation avancées seront développées pour prédire la propagation du son dans les turbomoteurs. Cela inclut des effets tels que la propagation non linéaire, les écoulements tourbillonnants et la propagation dans des conduits courts. Le couplage de ces modèles de propagation avec des modèles de sources de bruit sera également envisagé.
2. De nouvelles techniques expérimentales seront conçues pour permettre une caractérisation détaillée des traitements acoustiques avec écoulement, niveaux de pression acoustique élevés et champs sonores complexes. Ces conditions sont représentatives de l'environnement trouvé sur les moteurs d'avion.
3. Une gamme de matériaux passifs avancés sera développée pour fournir une forte absorption acoustique à basse fréquence. Il s'agit notamment de matériaux poreux, de surfaces métaporeuses comportant des inclusions résonantes périodiques et de métamatériaux constitués de réseaux de résonateurs désaccordés.
4. Les nouveaux traitements actifs seront encore améliorés pour fonctionner sur les moteurs d'avion. Une première approche consistera en des transducteurs micro-électromécaniques capables d'absorber le son à basse fréquence. Une autre approche consiste à utiliser des sources de bruit pneumatiques pour contrôler le champ sonore.
5. Un accent particulier sera mis sur l'interaction entre un traitement acoustique et son environnement, notamment l'effet de l'écoulement sur le revêtement. Cela comprendra l'impact de l'écoulement rasant sur les revêtements poreux. Un autre sujet important sera la traînée aérodynamique générée par les liners perforés.
6. Le WP6 est conçu pour explorer une série de nouvelles directions en effectuant des recherches préliminaires sur des concepts TRL1.
7. Des activités de diffusion et d'exploitation seront menées pour faire connaître les résultats du projet, et pour maximiser l'adoption par les industries des technologies développées dans le projet.

Les principaux résultats scientifiques du projet seront :
* De nouvelles connaissances sur la physique sous-jacente de l'absorption du son par différents types de traitements acoustiques (matériaux poreux, métamatériaux, contrôle actif), et sur les interactions entre l'écoulement, le son et les revêtements.
* Des outils de modélisation avancés pour la propagation et l'absorption du son dans les turboréacteurs.
Les principaux avantages technologiques se présenteront sous la forme de nouveaux concepts de revêtement, pour une série de technologies de revêtement, notamment les matériaux poreux, les métamatériaux avec résonateurs et différentes technologies de contrôle actif du bruit. Des cycles successifs de conception et d'essais permettront d'amener ces concepts aux niveaux TRL2 et TRL3.

L'accent sera mis sur l'intégration potentielle de ces technologies dans les futures architectures UHBR. En outre, les analyses et les tests réalisés au cours du projet permettront de développer les meilleures pratiques d'ingénierie nécessaires à la conception et à l'installation de ces chemises sur les futurs moteurs d'avion.
Le principal impact économique sera l'augmentation de la compétitivité des turboréacteurs et des nacelles conçues par SAFRAN, qui sera quantifiée par la réduction des émissions sonores et de la traînée aérodynamique. Ces facteurs sont cruciaux pour le succès de la commercialisation de nouveaux produits dans ce secteur, tels que les futurs moteurs CFM conçus par SAFRAN en partenariat avec General Electrics.

Les résultats scientifiques du projet seront publiés dans des journaux et des congrès internationaux. Les développements techniques seront protégés sous la forme de brevets en commun entre le laboratoire et le groupe Safran.

Les émissions sonores dues au transport aérien représentent un enjeu crucial en termes de santé publique, de compétitivité économique et de développements technologiques. Par exemple, le programme stratégique de recherche et d'innovation publié par le Conseil Consultatif Européen de la Recherche Aéronautique a défini les orientations pour la réduction du bruit dans l’aviation à l’horizon 2050 en Europe. Ce programme définit des objectifs ambitieux pour réduire la pollution sonore, en particulier une réduction de 65% du niveau de bruit perçu en 2050 par rapport à l’an 2000. Au niveau national, le Conseil pour la Recherche Aéronautique Civile a aussi introduit des objectifs similaires.

Cette Chaire Industrielle a pour but de développer de nouveaux types de traitements acoustiques pour réduire de manière significative les émissions sonores des moteurs d’avions. Il s’agit d’une collaboration entre le groupe SAFRAN et le Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans (LAUM). Ce projet combine leur expertise en recherche fondamentale et en innovation technologique pour permettre le développement de traitements acoustiques novateurs qui pourront être ensuite intégrés dans les futures architectures de moteurs d’avions.

Le projet combine plusieurs directions de recherche et de développement :
* Les interactions entre un traitement acoustique, un écoulement d’air et un champ acoustique. Les pertes aérodynamiques induites par un traitement perforé seront en particulier étudiées.
* Des techniques expérimentales innovantes seront mises en place pour étudier la performance des traitements acoustiques en présence d’écoulement et de champ acoustique complexe.
* Des modèles théoriques seront développés pour prédire la propagation acoustique non-linéaire en présence de traitements acoustiques et d’écoulement d’air.
* Plusieurs types de traitements acoustiques novateurs seront développés, comme les traitements poreux et les métamatériaux ainsi que des techniques de contrôle actif.
Cette Chaire Industrielle contribuera aussi aux transferts technologiques entre le LAUM et le groupe SAFRAN ainsi que des activités de formation et de dissémination scientifiques et techniques.