Le retour de l'avion supersonique?

Bien que les Etats Unis aient interdit le survol du territoire américain pour les avions civils supersoniques dès 1973, le projet d'avion ultra rapide n'a cessé de les intéresser. Au point que la NASA avait, dès le début des années 2000, financé le projet "Shaped Sonic Boom Demonstration". Il avait permis, en modifiant le fuselage d'un F5, un avion de chasse léger, de réduire d'un tiers le bruit généré par le bang supersonique. L'avion est aujourd'hui au musée mais les recherches n'ont  jamais cessé. Il y a 2 jours, en annonçant qu'elle confiait à Lockeed Martin  le soin de développer un démonstrateur, la NASA relance la bataille des avions à très grande vitesse.  Cette fois-ci, il s'agit de fabriquer un appareil de petite taille, qui n'emportera qu'un pilote et qui vise avant tout à démontrer en conditions réelles ce que la théorie prédit. Depuis une quinzaine d'années, des progrès importants ont été réalisés grâce à la simulation numérique et la modélisation sur les paramètres à respecter pour sculpter l'onde de pression générée par l'avion quand il vole au delà de la vitesse du son (1235 kilomètres par heure).

La bang supersonique, un onde qui se propage

Sculpter l'onde c'est d'abord bien la comprendre.  l est causé par la perturbation de pression de l'air que génère l'avion. Il n'y a d'ailleurs pas un bang mais deux: le bang de tête et le bang de queue.  François COULOUVRAT,  directeur de recherche au CNRS et  spécialiste du bang supersonique à l'Institut Jean Le Rond d'Alembert de Sorbonne Université le compare à la déformation de la mer par l'étrave d'un bateau.

"Le bang, cette signature aérodynamique d'un avion volant à vitesse supersonique est comme les vagues déclenchées dans le sillage d'un bateau". 

Les vagues se propagent très loin jusqu'à la plage par exemple. Pour l'onde de choc sonore, c'est la même chose. On la ressent quand elle vous traverse à terre. "Le bang n'est pas créé quand l'avion franchit le mur du son mais à partir du moment où il vole à la vitesse supersonique, il emmène ce réseau d'ondes de choc avec lui et le bang est entendu quand l'onde traverse l'auditeur au sol" précise t-il.

La démonstration que devra faire Lockeed Martin, c'est que le bruit est bien atténué , quelles que soient les conditions météorologiques, les perturbations de l’atmosphère et la position des personnes aux sols. Pour Gérald Carrier, ingénieur en aérodynamique à l'ONERA l'office national d'études et de recherches aérospatiales les avancées théoriques sont telles que l'on sait aujourd'hui "transformer le bang du Concorde assimilable au bruit d'un coup de fusil en un léger ronflement du niveau du bruit des automobiles dans une ville". 

Une silhouette effilée

Côté design, pas de formes fantaisistes à attendre. L'avion, sans surprise, sera superfin avec un très long nez, un empennage très spécifique... Les détails de sa ligne pourront se jouer au centimètres près  si on veut sculpter l’onde de pression avant qu’elle arrive au sol … Il faudra aussi trouver le bon compromis pour les moteurs. Puissants mais pas trop bruyants. L'aéronautique a elle aussi ses contraintes économiques et environnementales. 

Ce démonstrateur pourrait cette fois marquer une étape clé. En effet, l'avion supersonique est à nouveau un concept en vogue. Au delà des études menées par les organismes de recherche, des entrepreneurs réfléchissent à des concepts légèrement différents: comme  un avion bi mode: capable de voler à vitesse normale sur les terres émergées et de dépasser la vitesse du son sur la mer.  Une manière de s'affranchir des normes sonores. Ce sera l'autre obstacle: définir l'acceptable pour le public. A ce jour, il n'existe pas de normes internationales. La manière de mesurer le bruit est encore en discussion. Un détail à régler si l'on veut éviter une nouvelle querelle américano-européenne par exemple!