Biomimesis

Biomimétisme innovation technologie

LA NATURE DONNE DES AILES !

Je ne résiste pas à l’envie de rappeler que les derniers francs succès d’Airbus, notamment l’imposant A380 et aujourd’hui le premier vol d’essais réussi de l’A350, sont en partie dus au biomimétisme. L’innovation chez Airbus passe aussi par cette approche méthodologique qui consiste à aller étudier les espèces biologiques championnes de l’adaptation et d’imiter, ou tout du moins de s’inspirer, des fonctionnalités qu’elles ont développées pour améliorer le vol, réduire la consommation de carburant et donc les émissions de gaz à effet de serre et in fine diminuer les coûts de production des avions. Denis Darracq, manager de la recherche et technologie physique du vol chez Airbus, me confirmait que : face à un problème particulier : comment améliorer la portance de nos voilures pour une envergure donnée, comment réduire le frottement de l’air sur la surface de l’avion, comment alléger les structures etc, on regarde les solutions que la nature a mises en place. Dans la “guerre de concurrence”, s’inspirer de la nature permet à Airbus de rivaliser avec Boeing voir de prendre de l’avance. Bien entendu c’est aussi bon pour l’environnement, l’économie et l’emploi.

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Airbus a développé les extrémités de voilure « winglets » et « Sharklets » pour ses gammes d’airbus. Directement inspirées des extrémités recourbées des ailes des rapaces, les « winglets » ont permis d’augmenter la portance des ailes des A380 et une réduction de la taille des voilures de 3 mètres, l’envergure restant ainsi dans les limites possibles des aéroports actuels. Les « sharklets », inspirés additionnellement des ailerons de requins, améliorent la stabilité et permettent de réduire la consommation de carburant jusqu’à 3,5%, soit une réduction annuelle de CO2 d’environ 700 tonnes par avion (Airbus, 2012).

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Les oiseaux de mer ont la capacité de détecter des charges de rafales d’air avec leurs becs et de réagir en ajustant la forme des plumes de leurs ailes pour supprimer la portance. Le nez de l’Airbus A350XWB contient des sondes capables de détecter des rafales et de déployer plus de surfaces d’ailes pour rendre le vol plus efficace. Cela permet de réduire la consommation de carburant et les émissions de polluants.

Voir la vidéo n°1 sur le biomimétisme diffusée sur ARTE pour plus de détails ICI.

Dans l’avenir on devrait voir chez Airbus et surement Dassault et Boeing des améliorations notables :

  • au niveau des nuisances sonores grâce à l’étude de la forme des plumes des chouettes et hiboux qui depuis 20 millions d’années d’existence ont perfectionné leurs physionomies pour réduire considérablement le bruit aérodynamique du vol, leur conférant un atout majeur pour la chasse nocturne.
  • grace à la peau de requin qui est couverte par des rainures microscopiques qui réduisent la traînée dans l’eau, permettant au requin d’économiser de l’énergie. Depuis plus de 30 ans, ce concept de rainure de la peau, ou “riblet” comme il est mentionné dans l’industrie, a été étudié et testé par les ingénieurs de l’aérospatiale et finira par être adapté et appliqué à la construction d’avions Airbus. Tout comme un requin peut minimiser l’énergie qu’il dépense en mouvement, ces rainures microscopiques peuvent aider à réduire le carburant consommé par un avion à réaction.
  • grâce à la formation d’escadrille de longs courriers. Dans la nature, les  oiseaux volent parfois ensemble pour économiser leur énergie et voyager plus loin. Lorsque vous volez dans la formation – comme on le voit avec les oies ou les canards migrateurs – les ailes du premier oiseau génèrent des masses d’air tourbillonnant. Les oiseaux suivants bénéficient de ce courant et obtiennent une poussée d’air supplémentaire, utilisant moins d’énergie pour voler. Les ailes d’un aéronef créent le même effet, connu comme un tourbillon de fuite. Les pilotes militaires utilisent depuis longtemps la même formation technique de vol. À l’heure actuelle, les jets de passagers n’ utilisent pas cette technique en raison des problèmes de sécurité. Toutefois, Airbus travaille avec certains de ses partenaires pour explorer l’idée car c’est un moyen de réduire la consommation de carburant et les émissions sur les vols longue distance.

Des innovations plus spectaculaires verront le jour d’ici à quelques dizaines d’années quand les ingénieurs auront réussi à imiter la structure adaptative des ailes des oiseaux qui peuvent modifier en vol la taille, l’angle et la forme de leurs ailes pour obtenir le type de vol voulu et s’adapter aux conditions extérieures de vent et de pression. Les nouveaux matériaux et leurs structurations issus des recherches sur les matériaux biologiques permettront également de gagner en efficacité, en rigidité tout en allégeant les pièces. Il sera possible d’obtenir une armature légère et solide pour l’habitacle des aéronefs permettant d’augmenter considérablement la taille des hublots et ainsi de permettre une vue panoramique du ciel en vol. Pour cela vous pouvez regarder ce court exposé donné au Ted par Bastian Schaefer:


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