Grêle virtuelle pour simuler l'impact sur les avions

La grêle peut endommager des pièces névralgiques d'un avion, au point (Graphie) de compromettre la manoeuvrabilité de l'appareil et la sécurité des passagers.
Photo: yyc_guy

Des chercheurs de génie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) mettent au point un modèle numérique qui décrit les effets de la grêle sur les composantes d'un avion.

La grêle peut causer des dommages importants à des pièces névralgiques d'un avion, au point de compromettre la manoeuvrabilité de l'appareil et la sécurité des passagers. Pour cette raison, il faut pouvoir prédire comment les nouvelles composantes d'avion développées par les concepteurs aéronautiques répondront à une tempête de grêlons. "C'est particulièrement important pour les nouvelles pièces faites en matériau composite", signale Augustin Gakwaya, professeur au Département de génie mécanique et directeur du programme de 2e cycle en génie aérospatial. Les concepteurs font de plus en plus appel à ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) légers qui réduisent le poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le référentiel terrestre (c’est-à-dire, lié à l'objet solide Terre en rotation), par...) de l'avion et les coûts en carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.). Par contre, leur résistance n'est pas toujours équivalente à celle des matériaux courants.

Marie-Anne Lavoie, Augustin Gakwaya et leur collègue Manouchehr Nejad Ensan, du Conseil national de recherches du Canada, viennent de publier, dans Mechanics Research Communications, la première partie d'un modèle numérique qu'ils ont mis au point pour prédire l'effet de la grêle sur les composantes des avions. Ceux qui croient qu'on étudie ce genre de problèmes en lançant un avion équipé d'instruments scientifiques sophistiqués dans un nuage de grêle seront déçus. "La première étape du modèle consiste à décrire la pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) générée par un grêlon lorsqu'il frappe une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...)", explique le professeur Gakwaya.

Les chercheurs ont élaboré un modèle numérique qui décrit l'effet de la grêle sur un avion en faisant appel à des outils mathématiques. Une méthode hydrodynamique d'écoulement des fluides sert à simuler l'impact du grêlon et le calcul par éléments finis reproduit la réaction de la composante de l'avion. Pour déterminer si la pression du grêlon prédite par leur modèle colle à la réalité, ils ont produit, en laboratoire, un grêlon type de 35 grammes en compactant de la neige dans un moule jusqu'à l'obtention d'une densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume d'eau pure à la température de 3,98 °C.) correspondant à celle de la grêle "naturelle". Puis, à l'aide d'un canon, ils ont projeté ces grêlons à une vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de 45 m/s contre une surface d'aluminium recouverte d'une pellicule sensible à la pression. Les microbulles de cette pellicule explosent à une pression donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.), libérant du coup le colorant qu'elles contiennent. La densité de la coloration après le passage du grêlon indique la pression maximale générée. Les résultats obtenus lors de ces tests s'apparentent à ceux prédits à l'aide du modèle numérique, confirmant ainsi que les chercheurs sont sur la bonne voie.

"Il y a encore des aspects à améliorer dans notre modèle, mais nous croyons qu'éventuellement il pourra être utilisé pour améliorer le design et tester le comportement des composantes d'avion", ajoute le professeur Gakwaya. Soulignons en terminant que son équipe effectue des travaux similaires sur un autre danger qui menace les avions: les collisions avec les oiseaux.

sources:techno-science.net

Le premier aéroport d'Europe qualifié EGNOS accueille le Beluga

L'avion cargo Beluga.
Credits: NASA/Jim Grossmann.

L'aéroport de Pau Pyrénées, dans le sud-ouest de la France, est devenu le premier aéroport (Un aéroport est l'ensemble des bâtiments et des installations d'un aérodrome qui servent au trafic aérien d'une ville ou d'une région. Ces bâtiments et installations sont conçus pour que des...) en Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de l’Eurafrasie, selon le point de vue. Elle est parfois qualifiée de...) à utiliser le nouveau service à information garantie ("safety of life") d'EGNOS, qui permet de guider l'approche des avions pour l'atterrissage en utilisant uniquement le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...) de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) de haute précision par satellites (Satellite peut faire référence à :).

L'aéroport de Clermont-Ferrand, au coeur du Massif Central doit également commencer à utiliser EGNOS - principalement pour l'aviation d'affaires - tandis que celui de Marseille devrait les rejoindre. Celui-ci est utilisé par Eurocopter (Le Groupe Eurocopter est le premier fabricant d'hélicoptères civil au monde. Il a été créé en 1992 à partir de la fusion des divisions hélicoptères du français Aérospatiale...) pour la certification de ses hélicoptères.

L'introduction d'EGNOS sur l'aéroport parisien du Bourget est également prévue avant l'ouverture du Salon aéronautique et spatial en juin. Le système EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) utilise conjointement des satellites géostationnaires avec un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) de stations au sol pour augmenter la précision et l'intégrité du signal GPS à travers l'Europe.

EGNOS accroît la précision du GPS sur l'Europe. Credits: ESA

Le 2 mars, le service à information garantie d'Egnos a été officiellement mis à disposition pour la tâche critique du guidage vertical des avions pendant les phases finales d'atterrissage. Cela représente le point (Graphie) culminant de 15 ans de travail par l'ESA, la Commission européenne, EOIG.(EGNOS Operator and Infrastructure Group) - un consortium regroupant sept fournisseurs de services de navigation aérienne (La navigation aérienne est l'ensemble des techniques permettant à un pilote d'aéronef de maitriser ses déplacements. En général, cette...) européens - et Eurocontrol (Eurocontrol ou Organisation européenne pour la sécurité de la navigation aérienne est une organisation intergouvernementale européenne, fondée en 1963, dont le siège est situé à...), l'organisation européenne pour la sécurité de la navigation aérienne. Eurocontrol travaille aujourd'hui avec les fournisseurs européens de services de navigation aérienne, les utilisateurs de l'espace aérien et les agences nationales de l'aviation civile pour promouvoir l'utilisation d'EGNOS. La DGAC (Direction générale de l'aviation civile) en France est un de leurs partenaires les plus actifs.

Un cockpit d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans moteur, on parlera...) équipé pour EGNOS. Credits: Eurocontrol

"Avant qu'un avion proprement équipé puisse effectuer des approches basées sur EGNOS sur une piste quelconque, une procédure d'approche (La procédure d'approche d'un avion définit les trajectoires et hauteurs à respecter avant l'atterrissage. Elle peut s'effectuer à...) dédiée doit être publiée," explique Benoît Roturier de la DGAC. "Notre but est de publier autant de procédures que possible. A l'horizon 2020, les quelque 100 aéroports de France devraient être qualifiés pour EGNOS". "Du point de vue de la stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) de navigation, nous voyons de nombreux bénéfices, notamment pour améliorer la sécurité des pistes les plus courtes, où aucun système de guidage en approche verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) n'est disponible." "Par exemple, grâce aux approches basées sur EGNOS certains accidents graves pourraient être évités, comme le crash d'un Airbus A320 (La famille Airbus A320 regroupe quatre avions de ligne moyen-courrier conçus et fabriqués par Airbus. Le premier appareil, l'A320, a donné son nom à la famille et a été suivi de deux versions raccourcies, l'A318 et...) près de Strasbourg en 1992." "EGNOS fournit un guidage vertical fiable partout, sans nécessiter l'installation d'aucune infrastructure locale au sol."

Aujourd'hui, la France est l'un des Etats européens dont les pistes sont les mieux équipées en ILS (Système d'atterrissage aux instruments), mais avec le temps, l'objectif serait de rationaliser le déploiement de ce coûteux équipement, en remplaçant graduellement l'ILS par des procédures basées sur EGNOS et offrant un niveau de performances similaire.

Un Falcon 900 de Dassault atterrit à Pau en utilisant EGNOS.
Credits: DGAC

La France prévoit d'équiper en premier les aéroports régionaux et les petits compagnies aériennes pour l'aviation d'affaires - une stratégie de développement qui a déjà été menée avec succès aux Etats-Unis pour le système WAAS (Wide Area Augmentation System), équivalent américain d'EGNOS. "Les pilotes ne nécessitent pas beaucoup de formation complémentaire, car EGNOS travaille d'une manière très semblable à l'ILS actuel," ajoute Benoît Roturier.

Les avions Beluga, utilisés pour le transport de tronçons d'appareils Airbus (Airbus est un constructeur aéronautique européen et également un acteur majeur dans la construction aéronautique mondiale. Filiale...) entre les différents sites industriels à travers l'Europe seront les premiers gros appareils équipés pour EGNOS, avec leurs premiers vols de certification prévus pour ce printemps (Le printemps est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'hiver et l'été.). "Airbus Transport s'est intéressé à cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) car ses avions doivent régulièrement se poser sur des pistes courtes qui ne sont pas toujours équipées d'ILS et ils utilisent l'aéroport de Pau pour s'entraîner," explique Benoît Roturier.

Au travers de son programme "Pionniers EGNOS", Eurocontrol a aidé à équiper les Belugas et à développer la première procédure, en soutenant un consortium mené par EGIS-AVIA, une compagnie spécialisée dans le transport aérien. "La maison-mère Airbus envisage elle aussi d'équiper ses nouveaux longs-courriers A350 (L'Airbus A350 est le nom d'un futur avion long-courrier et moyen porteur de l'avionneur européen Airbus.) avec EGNOS. La prochaine phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) sur le plan de l'avionique, en vue d'étendre le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des utilisateurs d'EGNOS, sera de préparer la mise à niveau des appareils existants.

sources: techno-science.net

Protocole de coopération UE/OACI

La Commission signe un protocole de coopération avec l'Organisation de l'aviation civile internationale. Le vice-président de la Commission européenne, Siim Kallas, et le ministre hongrois délégué aux infrastructures, Pál Völner, ont signé le 4 mai 2011 un protocole de coopération. Celui-ci établit un cadre pour le renforcement de la coopération avec l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) et servira de base à la création de liens plus étroits entre l'UE et l'OACI.

Siim Kallas, vice-président de la Commission européenne chargé des transports, a déclaré: "Ce protocole de coopération présentera des avantages pour toutes les parties concernées. Ainsi, l'OACI bénéficiera de ressources accrues et d'une plus grande expertise tandis que l'Europe tirera profit de l'expérience de l'OACI et pourra renforcer sa position sur la scène mondiale."

Le protocole permettra à l'Europe de contribuer aux travaux préparatoires à l'élaboration de politiques et de normes au sein de l'OACI dans les domaines de la sécurité, de la sûreté, de l'environnement et de la gestion du trafic aérien; il lui permettra également de mieux utiliser les moyens engagés en partageant les informations et en coordonnant les efforts déployés.

Dans un premier temps, les activités menées dans ce cadre seront axées sur la sécurité; d'autres domaines d'intérêt seront ensuite couverts, tels que la sûreté, l'environnement et la gestion du trafic aérien.

En ce qui concerne la sûreté, une implication européenne plus marquée dans les phases préparatoires facilitera l'adoption de décisions adaptées aux besoins de toutes les régions de l'OACI.

Le protocole contribuera également au développement de SESAR, programme européen de modernisation du contrôle du trafic aérien qui vise à mettre au point (Graphie) un système européen de nouvelle génération pour la gestion du trafic aérien, capable d'assurer la sécurité et la fluidité du transport aérien (Le transport aérien est le secteur économique qui regroupe toutes les activités de transport en avion ou en hélicoptère.) dans le monde (Le mot monde peut désigner :) ces 30 prochaines années. Des normes techniques mondiales devront toutefois être définies pour garantir la véritable interopérabilité (L'interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un système dont les interfaces sont intégralement connues à fonctionner avec d'autres produits ou systèmes existants ou futurs.) des futurs systèmes. La dernière résolution de l'assemblée générale de l'OACI sur l'aviation internationale et les changements climatiques a établi un vaste programme pour la poursuite des travaux. Le protocole signé aujourd'hui permettra à l'Europe d'y contribuer plus efficacement.

Le secrétaire général de l'OACI, Raymond Benjamin, était également présent à la cérémonie de signature le 4 mai 2011. Le président de l'OACI, Roberto Kobeh, a signé le protocole le 28 avril.

sources: techno-science.net

Vol AF447: les boites noires de l'Airbus A330 remontées

C'est une grande nouvelle dans le cadre de l'enquête sur le crash du vol AF447: les deux boites noires ont été retrouvées et remontées à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...). Cette découverte fait suite à celle des débris de l'épave survenue le mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) dernier.

L'enregistreur de données était détaché de son socle et avait fait craindre de grandes difficultés pour le retrouver. Finalement, le bloc de données a été retrouvé en très bon état un peu plus loin, et fut le premier à être remonté. L'enregistreur sonore, localisé rapidement après, a été lui aussi remonté.

Qu'attendre de ces enregistreurs ?

Si certains restent encore très prudents quant à la possibilité de récupérer correctement les informations des boites noires, il y a de bonnes chances pour qu'elles soient complètement fonctionnelles.

L'enregistreur de paramètre contient les éléments suivants:
- positionnement et trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de l'avion
- actions effectuées sur les commandes
- certaines conditions atmosphériques telles que captées par l'avion
- certains problèmes techniques

L'enregistreur de paramètres, Flight Data Recorder (FDR), a été remonté à bord du navire Ile de Sein par le robot Remora 6000 le 1er mai 2011 - Illustration: BEA.

L'enregistreur sonore du cockpit va permettre de connaître:
- les conversations des pilotes dans le cockpit (procédures utilisées, ressenti sur la situation)
- les différentes alertes sonores qui se sont déclenchées
- le bruit d'actionnement de certaines commandes (certains cliquetis sont en effet caractéristiques)

L'enregistreur phonique, Cockpit Voice Recorder (CVR), a été localisé et identifié par l'équipe d'enquête le lundi 2 mai 2011. Il a été remonté par le robot Remora 6000 à bord du navire Ile de Sein à 2h40 UTC le 3 mai 2011 - Illustration: BEA.

Mise sous scellés de l'enregistreur de vol - Illustration: BEA

Ces enregistreurs permettent donc de connaitre le parcours de l'avion ainsi que la réaction des pilotes face aux situations rencontrées. Cependant, une partie des causes même du crash peuvent échapper aux enregistreurs.

Par exemple, si les boites noires déterminent qu'il y a un problème avec un moteur elles ne révèleront pas forcément quel élément du moteur a posé problème, et déterminer quels sont les dégâts dus à l'impact avec l'eau de ce qui peut être antérieur à cet impact. Ceux-ci ne sont que des exemples, il en est de même pour de nombreuses défaillances.

Le boites noires vont très certainement révéler énormément de choses mais ne seront pas forcément les seuls éléments à analyser.

Des enregistrements très attendus

Que ce soit Airbus (Airbus est un constructeur aéronautique européen et également un acteur majeur dans la construction aéronautique mondiale. Filiale à 100 % du groupe...) dont il s'agissait du tout premier crash d'A330 en service commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.), ou Air France (Air France (officiellement Société Air France) (IATA : AF • OACI : AFR • indicatif radio : AIRFRANS) est la principale compagnie aérienne...), et encore plus les familles de victimes, le décryptage de ces boites est plus qu'attendu. Elles permettront de donner l'enchainement des évènements et ainsi de mettre fin à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) où seules des hypothèses plus ou moins réalistes étaient émises. Des enseignements seront certainement pris et permettront sans doute d'améliorer un peu plus la sécurité aérienne (La sécurité aérienne procède de l'ensemble des mesures visant à réduire le risque aérien. L'Organisation de...).

Note:

La DGGN a déclaré ce jeudi dans un communiqué que le premier corps d'une des victimes du vol AF447 a pu être remonté à bord du bateau de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...), l'Ile de Sein. Cependant les tentatives de relevage sont effectuées dans des conditions particulièrement complexes et jusque là inédites, la remontée d'autres corps de passagers pourrait s'avérer très compliquée.

sources: techno-science.net

Aviation civile: entrée en vigueur d'un accord UE / Etats-Unis

L'accord entre l'Union européenne et les États-Unis relatif à la coopération dans le domaine de la réglementation de la sécurité de l'aviation civile est entré en vigueur le 1er mai 2011. Cet accord vise à renforcer la sécurité aérienne (La sécurité aérienne procède de l'ensemble des mesures visant à réduire le risque aérien. L'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) édicte des normes...), mais aussi à créer des opportunités pour les entreprises. Il allège en effet les procédures techniques et administratives de reconnaissance des certificats et agréments des deux côtés de l'Atlantique et ouvre la voie à l'établissement progressif, de part et d'autre, du même niveau de confiance mutuelle sur d'autres aspects de la sécurité.

Vue du Cokpit d'un avion à l'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions...) - Illustration: Doubleh63/Licence creative commons

Le vice-président Siim Kallas, responsable des transports, a commenté l'événement en ces termes: "Ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée dépendent...) était attendu depuis longtemps par l'ensemble de l'industrie aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.), en Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de l’Eurafrasie, selon le point de vue. Elle est parfois qualifiée de « Vieux...) comme aux États-Unis. Les mesures que nous avons négociées il y a trois ans vont enfin se concrétiser. Cet accord permettra de réduire les formalités et d'économiser du temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et...) et de l'argent. Il donnera surtout une nouvelle impulsion à toutes les entreprises du secteur, que ce soit aux États-Unis ou en Europe. Grâce à lui, nous allons pouvoir aller encore plus loin dans nos efforts constants pour assurer à nos citoyens un maximum de sécurité et pour renforcer la coopération entre l'UE et les États-Unis dans le domaine de l'aviation."

Cet accord sera la pierre angulaire de la coopération entre les deux parties sur toutes les questions de sécurité aérienne. Malgré la crise économique, les échanges n'ont cessé de progresser dans le secteur aéronautique. Le commerce transatlantique de produits et services aéronautiques représentait déjà plus de 17 milliards d'euros en 2009 et 2010. Cet accord a pour but de le stimuler encore davantage. Mais il va bien au-delà de la reconnaissance mutuelle des certificats accordés dans le domaine de la conception, de la production et de la maintenance, puisqu'il crée les conditions nécessaires à une transmission constante et rapide, en toute transparence, d'informations fiables et vérifiables sur tous les aspects législatifs et politiques de la sécurité de l'aviation.

Cet accord est conçu pour aider l'industrie aéronautique à continuer de se développer de manière durable. La Commission est prête à réfléchir avec les États-Unis aux moyens de l'étendre rapidement à de nouveaux domaines tels que la délivrance de licences au personnel navigant ou l'exploitation des appareils. Enfin, il offre aux deux parties une base solide pour s'attaquer aux problèmes de sécurité à l'endroit et au moment où ils surgissent, par une action concertée, rapide et efficace.

Le Solar Impulse, finallement de retour à Payerne, en Suisse

Nous vous annoncions ce matin le départ du Bourget du Solar Impulse (Solar Impulse est un projet d'avion solaire. Il vise à construire puis à faire voler de nuit comme de jour, sans carburant ni émissions polluantes, un avion monoplace à propulsion...). Cependant, cela n'en faisait pas un gage de retour réel sur sa base de Payerne. Du fait de sa structure et de son extrême légèreté, le Solar Impulse est en effet beaucoup plus sensible que les autres avions à la météo. On se souvient notamment que la première tentative de vol entre Bruxelles et le Bourget s'était soldée par une renonciation en cours de route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) et demi-tour vers le site de départ.

Le Solar Impulse passe à proximité de la zone de Roissy lors de son vol retour (photo Solar Impulse)

Cette fois-ci, le vol s'est bien déroulé avec une descente en plusieurs étapes où l'avion reste sur un circuit fermé. Ces phases de descentes se sont déroulées au nord du lac de Neuchâtel, puis au sud (Sud est un nom :), au dessus de l'aérodrome de Payerne. L'atterrissage s'est bien déroulé, avec l'assistance des véhicules au sol vers 19h40.