Des scientifiques du MIT ont mis au point avec l’aide de la Nasa une aile volante dont la structure légère et robuste peut se déformer pour améliorer le rendement du vol.

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Étonnamment, en aéronautique la recherche s'inspire parfois... du passé. Ainsi, jusqu'au début de la première guerre mondiale, les aéronefsaéronefs ne disposaient pas d'ailerons en tant que commande de roulis pour tourner. Les câbles des commandes de vol se contentaient tout bonnement de tordre les ailes pour incliner l'avion à gauche ou à droite et virer. Les structures, souples et à la fois robustes, étaient constituées de boisbois et de toile. Ces ailes sans ailerons employaient la technique dite du « gauchissement ». C'est d'ailleurs avec ce type de commandes que Blériot est parvenu à traverser la Manche, en 1909, sur son Blériot XI.

Aujourd'hui, les chercheurs du MIT et de la NasaNasa ont conjointement mis au point une aile d'avion qui exploite ce même système de torsiontorsion pour modifier la trajectoire de l'appareil et surtout optimiser le rendement du vol. Plus d'ailerons donc, mais aussi, plus de volets non plus pour modifier le profil d'aile à faible vitessevitesse et éviter le décrochagedécrochage près du sol. Mieux encore, le fuselagefuselage disparaît au profit d'un profil d'aile volante. Exploité souvent par les avions militaires, tel le bombardier Northrop B-2 Spirit, ce type de forme d'aéronef cumule les atouts. L'aile volante dispose du meilleur rendement associé à une faible signature radar. Son seul gros défaut repose sur sa relative instabilité durant certaines phases du vol. Ce soucisouci serait justement réglé avec l'innovation mise au point par les chercheurs.

Une structure constituée d’un assemblage de petites structures en 3D souples. Elles sont recouvertes d’un voile en polymère ultraléger. © MIT
Une structure constituée d’un assemblage de petites structures en 3D souples. Elles sont recouvertes d’un voile en polymère ultraléger. © MIT

Un prototype de cinq mètres de long

Avec leur concept, dans toutes les phases du vol, l'aile serait plus efficace en ajustant sa forme selon les angles d'attaque. C'est en tout cas ce qu'ont démontré les tests menés en soufflerie au Centre de recherche de la Nasa à Langley, en Virginie. Les résultats étaient même au-delà des espérances des chercheurs.

La structure de l'aile est constituée en treillage pour assurer une déformation sans craindre des contraintes pouvant dégrader l'aile. C'est un matériau polymèrepolymère très fin qui recouvre l'aile pour la rigidifier. Avec ce matériaumatériau, la surface ressemblerait à du caoutchouccaoutchouc. L'ensemble serait bien plus léger, avec un rapport de 5,6 kg/m3, quand le caoutchouc atteint de son côté un rapport de 1.500 kg/m3. Plus légère, l'aile serait bien plus efficace et permettrait de dépenser beaucoup moins d'énergieénergie que les matériaux les plus performants, disponibles actuellement.

Là où la technique moderne améliore le vieux procédé de gauchissement, c'est que ces déformations peuvent ajuster de façon automatique le profil de l’aile selon les angles d'attaque et les contraintes. Les chercheurs n'en sont pas à leur coup d'essai. Ils avaient déjà conçu, il y a quelques années, une aile d'un mètre de long reposant sur ce même principe. Aujourd'hui, il ne s'agit plus de modélisme, puisque l'aile en question mesure cette fois cinq mètres et qu'elle peut être testée sur une puissante soufflerie. Les chercheurs estiment qu'au lieu de concevoir cette aile artisanalement à la main, elle pourrait être fabriquée par des petits robotsrobots autonomes. Il faut dire que l'assemblage de la structure à partir de petits triangles est plutôt répétitive. C'est d'ailleurs le nouveau projet que souhaite entreprendre cette équipe de chercheurs.