Le CNRC contribue à rendre les vols en avion plus sûrs dans des conditions de givrage très particulières

De nos jours, les avions sont équipés pour voler en toute sécurité, beau temps, mauvais temps. Néanmoins, quelques conditions dangereuses sont passées sous le radar au cours des dernières décennies, ce qui a entraîné plusieurs accidents dont l'origine demeure mystérieuse. Les coupables ont toutefois été identifiés dans 2 cas : les grosses gouttelettes surfondues et les cristaux de glace. Ainsi, en 2015, les autorités ont formulé de nouvelles exigences de certification destinées à apaiser les inquiétudes concernant la sécurité des vols en avion.

La soufflerie de givrage en altitude du CNRC est l'une des rares souffleries au monde à pouvoir simuler les conditions dans lesquelles se forment les grosses gouttelettes d'eau surfondues et les cristaux de glace. L'installation est idéale pour évaluer les conséquences du givre sur la performance des capteurs et des détecteurs de glace de l'aéronef, ainsi que la surface de celui-ci, ses composants et ses sondes. Compte tenu des compétences et de la renommée internationale du Centre de recherche en aérospatiale du CNRC, il n'est pas surprenant que le projet SENS4ICE (en anglais seulement) ait demandé au CNRC de participer aux essais et à la validation de nouvelles techniques de détection du givrage afin de déterminer comment le givre peut mettre l'appareil en danger. Le CNRC s'est joint au consortium en janvier 2021 et a déjà réalise des essais sur des capteurs avec 4 différents partenaires.

Le consortium SENS4ICE, acronyme anglais signifiant « capteurs et architectures hybrides pouvant être certifiés en vue de vols en avion plus sûrs dans les conditions de givrage », s'est donné pour mission d'élaborer des techniques fiables pour détecter le givre. Il rassemble 20 partenaires internationaux. Le projet prévoit le développement, l'essai, la validation et le peaufinage de différents principes de détection et de leurs combinaisons. On illustre aussi les capacités de la technologie dans différentes conditions de givrage naturelles. Le consortium collabore étroitement avec les autorités responsables de la réglementation pendant la durée entière du projet pour s'assurer que les nouvelles technologies respectent les exigences légales.

Le projet SENS4ICE fait également appel à 4 autres souffleries dans le monde : celle de Collins Aerospace (É.-U.), celle de l'Université technique que Braunschweig (Allemagne) et les 2 souffleries russes du TsAGI, soit la soufflerie de givrage en conditions climatiques AHT SD et la soufflerie de givrage permanent.

Les capteurs du CNRC

En plus de tester les capteurs proposés par d'autres, le Centre de recherche en aérospatiale du CNRC développe également ses propres capteurs. Une équipe dirigée par Dan Fuleki, gestionnaire de projet au Laboratoire des turbines à gaz, travaille d'ailleurs sur 2 prototypes.

Le premier, le détecteur ultrasonique de givre, est le fruit d'une collaboration d'avant-garde entre le Centre de recherche en aérospatiale et le Centre de recherche sur l'énergie, les mines et l'environnement du CNRC. Le dispositif utilise des ultrasons pour déceler la glace sur une surface. Ce capteur léger et non intrusif consomme très peu d'énergie. Il quantifie la glace ou le givre qui s'accumule à l'endroit où se trouve le capteur ou entre 2 capteurs. Le second, la sonde de détection des particules, utilise l'électricité pour détecter les cristaux de glace dans l'air. Jusqu'à présent, il a été testé plus de 90 heures sur 3 appareils : l'A340 d'Airbus, le Convair 580 du CNRC et le T33 du CNRC.

Les 2 capteurs seront actuellement testés à l'Installation de recherche et d'essai en altitude du CNRC, où il est possible de reproduire les conditions atmosphériques à l'origine du givrage par cristaux de glace. Les essais de ce genre à l'Installation de recherche et d'essai en altitude ont débuté en 2008. Ils servent à étudier la baisse de performance et les dommages que subissent les instruments et les moteurs de l'aéronef quand ils sont exposés aux conditions atmosphériques à l'origine du givrage.

Le développement des 2 capteurs permettra au CNRC de mieux saisir les difficultés et les enjeux associés à la quantification des grosses gouttelettes d'eau surfondue et des cristaux de glace. La sonde de détection des particules et le détecteur ultrasonique de givre répondent aux besoins d'un vaste marché sur lequel on retrouve les avions de ligne commerciaux et les jets régionaux et d'affaires, les appareils à turboréacteur, la mobilité aérienne en zone urbaine et les drones. Le CNRC est en quête de partenaires et de collaborateurs pour exploiter commercialement ces nouvelles technologies.

Miser sur les capacités de recherche-développement du CNRC, c'est faire en sorte que le Canada puisse devenir le partenaire de choix en recherche à l'international dans la course vers les technologies appelées à rendre les vols en avion plus sûrs.