Industrie aéronautique : Amortir les vibrations durant le vol

L’équipage des avions militaires et civils passe couramment de longues heures dans les airs et doit souvent composer avec la fatigue et l’inconfort qui résultent des secousses incessantes. Les vibrations continuelles peuvent non seulement compromettre la sécurité et le confort du vol, mais aussi entraîner des problèmes de santé comme des douleurs chroniques au dos et à la nuque, à la longue. Nul n’est plus touché que l’équipage des hélicoptères, dont les membres sont de surcroît fréquemment alourdis par un équipement encombrant.

Pour y remédier, le ministère de la Défense nationale (MDN) a chargé sa Direction de la navigabilité aérienne et du soutien technique (DNAST) d’imaginer une solution applicable à l’ensemble de l’industrie aéronautique qui mettrait fin aux conséquences néfastes des vibrations, dont l’énergie se transmet habituellement à travers le siège, dans les aéronefs.

Afin de préserver la santé et la sécurité des équipages tout en améliorant leur confort, la DNAST a sollicité l’aide du Laboratoire de recherche en vol du CNRC, où l’on s’intéresse aux causes et aux effets du bruit et des vibrations depuis plus de quinze ans. Les deux services uniraient leurs forces pour trouver comment mieux absorber l’énergie transmise par les sièges sans que leur navigabilité ou les normes de sécurité sévères en usage dans les aéronefs en pâtissent.

Première place à l’innovation
Grâce à leur connaissance approfondie des matériaux absorbant l’énergie, les experts du CNRC ont commencé par mesurer la performance des tissus et leurs propriétés comme la rigidité et l’inflammabilité. Cela fait, ils ont testé puis validé de nouvelles configurations au moyen d’un agitateur coté pour l’être humain, espèce de fauteuil mécanique qui reproduit les effets des mouvements en vol sur des volontaires. Ces recherches ont débouché sur un coussin de siège novateur qui combine la mousse classique à un matériau novateur absorbant l’énergie de manière à atténuer les risques que la vibration du corps entier pose pour la santé et la sécurité.

« Nous cherchions une solution économique, mais de qualité, pour réduire les vibrations ressenties dans les hélicoptères », explique le major Matthew Maxwell, chef de l’équipe responsable du génie des paramètres humains et de l’intégration des systèmes humains à la DNAST. Le nouveau coussin fait appel à un concept unique : des alvéoles hexagonales communiquent avec un réseau d’ouvertures d’aération à travers lequel l’énergie des vibrations est dissipée. « Nous travaillons avec le CNRC dans ce domaine depuis plus de dix ans. Nous savions donc qu’il n’y avait pas de meilleur partenaire pour ce projet. »

Avant que la nouvelle technologie obtienne le feu vert cependant, il fallait en vérifier la performance. On a recouru pour cela à l’hélicoptère Bell-412 du CNRC, appareil permettant d’effectuer des essais dans des conditions de vol réelles, mais contrôlées. « Le CNRC exploite son savoir-faire et son infrastructure scientifique unique pour proposer à l’industrie aéronautique des solutions innovantes qui pourront être mises en marché efficacement », affirme Ian Potter, vice-président du Génie et de la Gestion des affaires au CNRC.

De bonnes vibrations
Les résultats des vols d’essai ont finalement démontré que le nouveau coussin dissipe bien l’énergie des vibrations. Depuis, le coussin a été retenu en vue d’être intégré au nouveau siège blindé des Griffon CH-146 de l’armée canadienne afin de rehausser le confort et la santé de leur équipage.

Bien que cette technologie ait été initialement élaborée à des fins militaires, son application à l’aviation civile est prometteuse elle aussi. De fait, le MDN et le CNRC ont déjà conclu une entente avec Dart Aerospace d’Hawkesbury (Ontario) afin que l’entreprise puisse l’exploiter immédiatement sous licence sur le marché des hélicoptères commerciaux. « Sans l’expertise du CNRC, nous n’aurions pu amener cette précieuse technologie du concept à la commercialisation », confie Peggy McDonald, directrice des ventes à Dart Aerospace.

Dans les années qui viennent, la recherche approfondira les conséquences biomédicales des vibrations ressenties durant le vol grâce à diverses techniques comme l’usage d’électrodes permettant de jauger la réaction des muscles aux vibrations d’intensité variable qui surviennent durant les manœuvres. Par ailleurs, on s’efforce déjà de mettre au point un coussin « intelligent » dans la quête incessante de solutions imaginatives et inédites, susceptibles de moins secouer les vols à l’avenir.

Source :
CNRC 11 janvier 2016- Histoires de réussite en innovation- http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/realisations/saillants/2016/coussin_antivibrations.html
Relayé par Armelle Chataigner-Guidez, Assistante du conseiller pour la science & la technologie, Ambassade de France au Canada- armelle.chataigner-guidez[a]diplomatie.gouv.fr