Aéronautique : Mieux comprendre la propagation d’une onde de choc

Ariane Emmanuelli, post-doctorante au LMFA, travaille pour le projet européen RUMBLE. La chercheuse et son équipe ont été sollicités afin d’étudier la propagation du bang supersonique dans l'atmosphère.

RUMBLE a pour objectif de fournir les preuves scientifiques demandées par les autorités de régulation  nationales, européennes et internationales, afin de définir le niveau acceptable de bruit ressenti lors du passage des avions supersoniques, notamment lors du fameux « bang », l’onde de choc que l’on entend lorsqu’un avion franchit le mur du son (la vitesse du son soit 340 m/sec ou 1 200 km/h).

Les Américains projettent en effet de mettre en service une nouvelle génération d’avions supersoniques civils, qui se rapprocheront du modèle du Concorde (exploité entre 1976 et 2003 et atteignant Mach 2,02). La société Boom Supersonic développe, dans le cadre du projet « Overture », un appareil capable de voler à Mach 2,2, soit deux fois la vitesse du son. Un vol New York-Londres prendrait alors environ 3 heures et 15 minutes contre 8 heures et 15 minutes actuellement.

Réguler les vols d’engins supersoniques

Pour le moment, le vol d’avions supersoniques est interdit au-dessus des terres. Ces engins ne peuvent survoler que les océans. Mais les Américains souhaiteraient lever cette interdiction. RUMBLE doit donc aider à définir une norme européenne concernant le seuil de bruit acceptable lors du passage d’avions supersoniques à proximité de zones habitées.

Comprendre la perception du bruit

Ariane_Emmanuelli

La façon dont on perçoit le bruit dépend de l'endroit survolé par l’avion et de son élévation au sol. Ariane Emmanuelli étudie pour cela le phénomène physique du son, c’est-à-dire la façon dont les ondes se propagent jusqu’au sol. « Un avion subsonique fait du bruit au décollage et à l’atterrissage. Les avions supersoniques aussi, mais en plus de cela, le "bang" est perçu au sol tout au long de la phase de croisière du vol », précise la post-doctorante, spécialisée en aérospatiale. « Le bruit ne sera pas non plus perçu de la même façon selon que l’avion survole une zone de montagne ou des champs. »

Par la suite, une équipe du LMFA étudiera également le comportement de l’onde de l’avion selon la météo. Un partenaire du projet RUMBLE, l'équipe de l'Institut Jean Le Rond d'Alembert, a entamé ce travail : « l’onde évolue jusqu’à son arrivée au sol en fonction de la condition atmosphérique (vent, turbulences...). » Les résultats de cette recherche, couplés à celui d’autres équipes scientifiques, devraient permettre d’apporter les preuves scientifiques demandées par les autorités de régulation.

RUMBLE : RegUlation and norM for low sonic Boom LEvels

Ariane Emmanuelli est diplômée de l’Université de Southampton (2014). Elle a effectué son doctorat à l’ONERA sur la modélisation du bruit de combustion indirect à travers un étage de turbine.