Thèse présentée par Jean-Baptiste Runge

Maîtrise du vrillage de profils aérodynamiques par contrôle «réactif»

Soutenue le 9 décembre 2010 devant le jury composé de :

Frédéric SKOCZYLAS École Centrale de Lille Président
Manuel COLLET FEMTO-ST Besançon Rapporteur
Mohamed ICHCHOU École Centrale de Lyon Rapporteur
Jean-Paul GRELLIER DGA Examinateur
Daniel OSMONT ONERA Châtillon Co-directeur de thèse
Roger OHAYON LMSSC, Cnam Paris Directeur de thèse
Gérard SAUSSEREAU MBDA Invité

Résumé :

La déformation de torsion que subit un profil aérodynamique a une importance capitale car elle a une influence directe sur la valeur des incidences locales et donc sur la valeur locale des densités de portance et de traînée. L’amélioration des performances aérodynamiques passe donc par la maîtrise de ce vrillage. Cette thèse se propose d’y contribuer.

Une des méthodes développées actuellement par de nombreux auteurs consiste à munir le profil d’actionneurs permettant de le déformer en torsion de manière à compenser tout ou partie, voire même contrer, la déformation «naturelle» de la structure. Cette méthode, dite de contrôle actif, est certes très efficace, mais elle présente des limitations car elle nécessite l’introduction d’une quantité d’énergie qui peut être importante.

La méthode que nous proposons ici pour maîtriser le vrillage d’un profil consiste à solidariser ou désolidariser des cloisons pour déplacer le centre de torsion des sections du profil. Ainsi, la forme extérieure reste inchangée et ces modifications internes induisent une modulation du moment de torsion. Ce processus ne demande que très peu d’énergie.

À partir d’un profil simple, des simulations ont permis de montrer le potentiel théorique du système proposé. Trois démonstrateurs, de complexité croissante, ont également été réalisés pour évaluer les capacités du contrôle «réactif» de la torsion. La technique a été validée par la deuxième démonstration. Malheureusement, le troisième démonstrateur, beaucoup plus complexe, n’a pas permis, à l'heure actuelle, d’obtenir la validation finale.



Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC