N°4AVRIL 2008

DRONES : VERS DES SOLUTIONS DE RECONNAISSANCE AU CONTACT

NAISSANCE DU DRONEAvec la médiatisation toujours plus poussée desthéâtres d’opérations, le coût en vies humaines estdevenu un ennemi redoutable dans la conduite d’un con-flit. Les nations occidentales récemment engagées enIrak ou en Afghanistan ont pu apprendre, parfois à leursdépends, quel poids avaient leurs opinions publiques.Face aux pièges de la guerre asymétrique, parmilesquels figurent notamment la guérilla urbaine et lesattentats, les supériorités numérique et technologiquesemblent ne plus suffire. L’idée d’une bataille éclair etsans pertes s’est enlisée dans le bourbier irakien, mal-gré la formidable machine de guerre américaine. La naissance du drone n’est peut-être rien d’autre qu’unaboutissement de ce constat. Quel que soit son échelle,il tient une place de premier rang dans la refontestratégique des forces armées des pays développés.Ses capacités de vol, de reconnaissance, et peut-êtredemain d’attaque, en autonome font de lui un complé-ment indispensable à l’opérateur humain dont la perte,dramatique en elle-même, menace maintenant tout l’ap-pareil de guerre. A titre d’exemple, la France et leRoyaume-Uni se sont munis de leurs drones tactiques,le Sperwer conçu par Sagem Défense et Sécurité etWatchkeeper produit par Thales. Cette mouvancedégage en effet de nouveaux marchés, où les firmesfrançaises se distinguent. Elle appelle donc aussi àl’émergence de nouveaux métiers, de la formationappropriée et de technologies de pointe.

LES MINI- ET MICRODRONES : UN DEFI POUR LA RECHERCHEC’est dans cet esprit que la Direction Générale del’Armement a lancé son Challenge Minidrones pour lapériode 2007-2009. L’agence gouvernementale pro-pose le financement et le suivi d’une douzaine de projetsprometteurs et subventionne ainsi la recherche dans cedomaine. Mais l’existence de ce challenge est aussi l’oc-casion de mettre en avant la tendance à la miniaturisa-tion. Il n’y aura, en effet, rien de comparable entre ces

engins artisanaux de moins de soixante-dix centimètreset les dix mètres d’envergure de Watchkeeper.Un besoin croissant de solutions de reconnaissance àproximité quasi immédiate de l’ennemi justifie cetteréduction d’échelle. L’idée est de pouvoir disposer, àterme, d’engins de la taille d’une main capables de voleret de localiser automatiquement des cibles dans unmilieu urbain. Compte tenu des dimensions et de l’envi-ronnement d’évolution de ces appareils, les défis sonténormes. Et des recherches poussées en aérody-namique à bas nombre de Reynolds, microstructures,automatique, électronique, propulsion électrique etdynamique du vol seront indispensables pour élaborerles technologies nécessaires.

LE ROLE DES UNIVERSITES ET DES CLUBS D’ETUDIANTSA ce titre les universités jouent un rôle de premier plan.C’est d’ailleurs la volonté de Supaero dont les labora-toires étudient depuis longtemps des solutions ditesmicrodrones, tant du point de vue des cellules que dessystèmes. A nous étudiants, il a paru naturel de venircompléter ce panorama déjà très riche avec une dimen-sion associative. Nous avons fondé le Club Microdronespour tâcher de prendre part à cette aventure et propo-ser modestement notre vision des engins sans pilote(voir dans ce numéro l’article consacré au Club Micro-drones de Supaero).Nous avons tenu, jusqu’ici, à ne fermer aucune optionen étudiant deux types de cellules bien différents. Lesvoilures fixes nous semblaient adaptées au vol en trans-lation et les voilures tournantes idéales pour le vol sta-tionnaire. Il en va de même pour les systèmes. L’und’eux, l’Autopilot Paparazzi développé par l’EcoleNationale de l’Aviation Civile, s’appuie sur le GPS pourla localisation. Quant au système développé par leLaboratoire d’Informatique et d’Automatique deSupaero, il utilise également des mesures inertielles.Sur le long terme, nous espérons voir ces solutionsaboutir à un système capable d’une localisation sûre etprécise, et apte à la transition stationnaire/translation.Nous venons, dans cette perspective, en appui destravaux menés par les laboratoires pour apporter notrecontribution et en proposer une réalisation.

D a n s c e N °La v ie de l ’Assoc ia t ion

p2La v ie des groupesrég ionaux

p3 -4Comité Jeunes

p7 -8L’écho des co l loques

p13 -14

Editorial

Jean-BaptisteVALLART

l’Assemblée générale – du 3 avril 2008

La constitution du nouveau Bureau 3AFest la suivante :• Président : Michel SCHELLER ;• Vice-Président :

Laurent COLLET-BILLON ;• Trésorier : Jean-Claude THEVENIN,

chargé également du site Web ;• Secrétaire Général : Robert DUBOST,qui anime aussi le Comité Recrutementen collaboration avec Pierre-GuyAMAND, Bernard FOUQUES, Anne-MarieMAINGUY, Gérard LARUELLE et SergeMORLAN ;• Chargé de l’international et en particu-lier du CEAS : Jean-Marc GAROT ;• Chargé de l’animation des commis-

sions techniques : Pierre-Guy AMAND ;• Chargé de l’animation des groupesrégionaux : Bernard FOUQUES ;• Chargé de la planification des manifes-tations 3AF type « Colloque » et des rela-tions avec le monde de la Défense :Patrick MONCLAR.

BUREAU ÉLARGI DE LA 3AFD’autres personnes interviennent dans lecadre du fonctionnement de l’associa-tion et participent aux travaux duBureau : • Fanny BOUCHER conserve ses respon-sabilités en ce concerne l’élaboration del’annuaire 3AF, cet annuaire est réaliséen collaboration avec Jean-JAMET ;• Philippe CAZIN assure le lien entrel’AAE et la 3AF ainsi que les relationsavec les autres associations, en étroiteconcertation, en ce qui concerne ce der-nier point, avec Michel de GLINIASTY ;• Khoa DANG-TRAN est responsable despublications de la 3AF ;• Alain GARCIA est délégué 3AF auprèsdu CEAS dont il est le Directeur de laBranche Aéronautique ;

• Michel de GLINIASTY étudie la mise enplace d’un Haut Conseil Scientifique etTechnique avec le Secrétaire Général,précise les relations avec les pôles decompétitivité, notamment AerospaceValley, Pégase, ASTech ;• Jean-Claude HIRONDE conduit uneréflexion sur l’organisation de la commu-nication externe de la 3AF ;• Paul KUENTZMANN apporte son exper-tise au fonctionnement des groupesrégionaux ;• Gérard LARUELLE est responsable del’animation du Comité Jeunes ;• Anne-Marie MAINGUY assiste BernardFOUQUES dans ses fonctions ;• Christian MARI conserve ses responsa-bilités en ce qui concerne les grades etprix 3AF (un jury qu’il présidera seraconstitué, comprenant des personnali-tés extérieures). De plus il apporte sonsoutien à Jean-Marc GAROT pour lesrelations à l’International.

Michel SCHELLER,Président de la 3AF

LA

VIE

DE

L’A

SS

OC

IATI

ON

02

N°4

AV

RIL

20

08

L’assemblée générale ordinaire de la3AF pour l’année 2008 s’est tenue le 3avril dernier à l’ENSTA à Paris devantune soixantaine d’adhérents auxquels aété remis le rapport annuel de l’associa-tion, envoyé par ailleurs depuis à tousles adhérents par courrier postal. Le rap-port annuel peut être consulté sur le siteweb de l’association (www.aaaf.asso.fr),ainsi que les planches des présentationsqui ont été faites à l’occasion de cetteréunion.

A la suite des présentations effectuéespar Pierre-Guy AMAND pour les commis-sions techniques, Gérard LARUELLEpour le Comité Jeunes, Bernard FOU-QUES pour les groupes régionaux, Jean-Marc GAROT pour le CEAS, le rapportmoral a été adopté par l’assemblée àl’unanimité.Le bilan financier 2007 et le budget2008 ont été également adoptés à l’una-nimité après les présentations faites parJean-Claude THEVENIN.Après dépouillement des votes effectuéspar correspondance, les candidats pro-posés au renouvellement de membresdu Conseil d’Administration ont tous étéélus. Les nouveaux membres du Conseild’Administration sont : Anne BONDIOU-CLERGERIE ; Gérard BOUY ; LaurentCOLLET-BILLON ; Robert DUBOST ;Jean-Marc GAROT ; François GAYET ;Jean-François GEORGES ; Anne-MarieMAINGUY ; Michel SCHELLER ; PierreVELLAY.

BUREAU NATIONAL DE LA 3AFEn réunion du Conseil d’Administrationdu 11 avril 2008, les administrateursont élu Michel SCHELLER Président de la3AF, à l’unanimité.

C’est pour confronter ces réalisations qu’est organisée tous lesdeux ans une semaine de compétitions et de conférences : leMAV (pour Micro Aerial Vehicle). Outre le colloque qui permet àchacun de faire le point sur la recherche, le trophée favorise lamise en place de solutions effectives, qui représentent con-crètement les avancées. Ce climat de saine émulation stimuletoutes les équipes, et constitue une inépuisable source de moti-vation pour des étudiants dont les cours restent l’occupationprincipale.L’implication associative au Club Micro-Drones constitued’ailleurs un complément pédagogique de choix à la formationSupaero. D’une part le capital technique acquis dans le cadre denos activités valorise les savoirs transmis par l’école. D’autre

part l’engagement associatif, via la conduite d’un projet, est unexcellent facteur de développement humain et un moyen deprendre conscience des aspects transverses du métierd’ingénieur. Il faut ajouter que les étudiants peuvent retrouver auClub Micro-Drones leur passion de l’aéronautique et l’esprit pion-nier dans un domaine où tant reste à définir.

Jean-Baptiste VALLARTPrésident du Club Micro-Drones de Supaero

LA

VIED

ES

GR

OU

PE

SR

ÉG

ION

AU

X

03Nous souhaitons la bienvenue à LAUAK au sein de la 3AF, dontl’un des objectifs est d’aider les PME du secteur aérospatial,qui sont essentielles à la vitalité de nos activités industriellesen régions.

Bernard VIVIER,Président du Groupe Béarn-GascognePour en savoir plus : lauak@groupe-lauak.com ; http://www.groupe-lauak.com

Le Groupe LAUAK devientmembre de la 3AF

Nous avons eu récemment le plaisir d’accueillir au sein de la3AF le Groupe LAUAK, implanté à Ayherre, près de Bayonne.Fondé en 1975 par Monsieur Jean-Marc CHARRITTON, sonactuel président, le Groupe réalise un chiffre d’affaires conso-lidé de 30 millions d'euros, emploie 270 personnes en Franceet 80 dans sa filiale portugaise LAUAK PORTUGESA, créée en2002 et située à Palmela, au sud-est de Lisbonne.Spécialisé dans l’aérostructure, LAUAK réalise des pièces pri-maires et des assemblages structuraux qui en font, notam-ment, le coopérant de Dassault Aviation, d'Airbus, d’Euro-copter, d’EADS Socata, et aussi d’Embraer.

Par ailleurs, le groupe a développé une activité de réalisationde sous-ensembles d’échangeurs thermiques, qui sont réali-sés sous contrat d’Honeywell/Secan et de LiebherrAerospace et lui ont ouvert d’autres marchés, notamment surl’Antonov 148, le Boeing 747, le Bombardier CRJ 700 etmême le programme chinois ARJ 21.

Enfin, LAUAK a eu l’opportunité d’aborder le domaine spatialen fabriquant, pour Alenia, des panneaux de protection duNode 2 de l’ISS.Avec une politique de développement et d’investissementadaptée, LAUAK développe régulièrement ses activités. LeGroupe a aussi une politique active de sponsoring sportif trèsappréciée au niveau local.

Béarn-Gascogne

LA

VIE

DE

SG

RO

UP

ES

RÉ

GIO

NA

UX

04

N°4

AV

RIL

20

08 Languedoc-Roussillon

présenté par l’Aéroclub de la Montagne Noire, très célèbrepour sa collection de matériels rares. Le Clubaéro desGarrigues de Saint Hippolyte du Fort a présenté sa reconstitu-tion du Blériot XI, pratiquement complète cette année. Il est ànoter que ses membres cherchent un moteur Anzani.L’aviation contemporaine a été représentée par les plusrécents appareils des armées : Mirage 2000 biplace, Gazellesde la Gendarmerie et de l’ALAT qui ont fait sensation tant àl’atterrissage qu’au décollage pour le retour à leurs bases.Les avions de l’aéroclub étaient aussi visibles de très près, ycompris le plus bel appareil de voltige qui a pu faire une petitedémonstration de ses possibilités.Dans les stands il était possible de trouver des maquettes volan-tes de toutes tailles (de quelques centimètres à plus d’un mètre).Une tombola souscrite à l’entrée par les visiteurs offrait la pos-sibilité de baptêmes de l’air entre autres prix.

Daniel BUCLET,Président du Groupe régional Languedoc-Roussillon

Le Forum Aéronautique deMontpellier du 5 avril 2008 C’est par une magnifique journée ensoleillée que la secondemanifestation aéronautique de Montpellier, s’est tenue le 5 avril2008, deux ans après le Salon de 2006. Le succès a été aurendez-vous puisque près de 3000 visiteurs sont venus admi-rer les stands et les aéronefs.Cette manifestation était organisée par la 3AF Languedoc-Roussillon avec le concours des étudiants de l’IAE del’Université Montpellier 2, sur les sites de l’Aéroclub del’Hérault Languedoc Roussillon et de l’Ecole Supérieure desMétiers de l’Aéronautique (ESMA), deux partenaires privilégiésdepuis maintenant trois ans. Le but était de faire partager unepassion : les métiers de l’air. Les jeunes étaient particulière-ment visés.Il faut remercier tout spécialement l’armée de l’Air et l’ALAT del’armée de Terre, ainsi que la Gendarmerie qui sont venuesavec leurs meilleurs matériels et des stands d’exposition. Demême nous devons remercier pour sa participation très activele rectorat de Montpellier avec la présence de la DAFA(Délégation Académique à la Formation Aéronautique) qui afourni un apport essentiel à la mise en place et au succès del’entreprise.

Grâce à cela nous avons pu rassembler une exposition trèsattractive de matériels volants anciens et modernes, et demoyens d’enseignement (simulateurs et ateliers de mainte-nance). Simultanément, une conférence passionnante sur l’his-toire de l’aviation en France a été présentée par notre amiPhilippe JUNG, venu spécialement nous soutenir. Les écoles comme Supaero (ISAE), l’ESMA bien sûr et PolytechMontpellier 2 et la DAFA présentaient les cursus et les débou-chés des métiers de l’aéronautique.L’histoire ancienne de l’aviation a été illustrée par un EOLE de1921, planeur à membrures de bois dans un état excellent,

Le public était au rendez-vous du Forum Aéronautique

Hélicoptère de la Gendarmerie

Les discours avec le Président DUPUY

Mirage 2000 Biplace

Cap 10 et Maquettes Télécommandées

LA

VIED

ES

GR

OU

PE

SR

ÉG

ION

AU

X

05

Ces rotors du CABRI présentent une certaine parenté avecceux des plus récents hélicoptères d’Eurocopter, particulière-ment l’EC120 COLIBRI mais sont adaptés à la petite taille et àla simplicité du biplace.

La structure de la cabine et du caisson central, réalisé à par-tir de cinq pièces principales pour former les parois du réser-voir d’essence de 170 litres, ainsi que la poutre de queuecomportant à son extrémité arrière l’anneau du rotor carénéet la dérive verticale, font largement appel aux fibres de car-bone. L’arbre de transmission à la boîte arrière est judicieuse-ment logé à l’intérieur de la poutre de queue.La structure intermédiaire supportant le moteur constitue unbâti triangulé en tubes soudés qui est caréné par des capota-ges en composites articulés pour donner un accès aisé pourles opérations courantes d’entretien.La cabine, largement vitrée, est équipée de deux siègesconfortables, directement arrimés sur la cloison arrière par undispositif anti-crash très innovant. Elle est complétée par uncoffre à bagages latéral pouvant accueillir deux valisescabine au standard Air France.Le tableau de bord comporte un écran LCD qui regroupe lesparamètres moteur et autres données pour la conduite de l’hé-licoptère avec une disposition astucieuse des voyants de test.Les commandes de vol et le train à patins sont de factureclassique et apparaissent bien dimensionnées et robustes.La visite se poursuit par un passage dans les ateliers où lesoutillages spéciaux conçus par Bruno GUIMBAL pour la pro-duction en série des éléments essentiels et difficiles de sonappareil viennent d‘être installés. On remarque en particulierun moule chauffant pour la polymérisation des pales principa-les, les outillages spécifiques de moulage à chaud des élé-ments du fuselage central, le moule chauffant pour la produc-tion de la queue en fibres de carbone avec veine carénée etdérives intégrées ainsi qu’un outillage très simple pour la fabri-cation économique de l’empennage horizontal également inté-gralement en matériaux composites.Les pièces métalliques importantes, comme le moyeu derotor principal en alliage d’aluminium, font appel à des ébau-ches forgées classiques. Dans l’exposé qui suit, Bruno GUIMBAL fait d’abord un bref his-torique de son parcours industriel qui débute en 1986 avecles premiers dessins pour aboutir en 1993 au premier vol du« Démonstrateur CABRI I », réalisé de façon artisanale - 150heures de vol seront effectuées aux mains de 18 pilotes et ilsera évalué par 41 « passagers ». Le domaine de vol démon-

Hélicoptères GUIMBAL : une aventure industrielle horsdu commun1… Par Paul LEMUHOT

Bruno GUIMBAL a reçu le Groupe Marseille-Provence de la 3AF,le 18 janvier 2008, dans ses nouvelles installations industriel-les, 2 000 m2 récemment aménagés sur l’ancienne base del’armée de l’Air en bordure de l’aérodrome d’Aix-les-Milles.Fort de l’obtention, le 15 Décembre 2007 de sa certificationeuropéenne EASA CS 27 et de l’agrément de conception(DOA), il a fait au Groupe une présentation de son nouvel héli-coptère biplace CABRI G2 suivi d’un exposé technique trèsdocumenté avec des précisions su les modalités de la produc-tion en série et de la commercialisation.En préambule, Olivier GENSSE, pilote d’essais expérimenta-teur présente en vol le petit hélicoptère qui émerveille les visi-teurs par ses qualités de vol. Ceux-ci peuvent ainsi se rendrecompte de l’élégance de l’appareil, de sa grande manœuvra-bilité dans toutes les directions y compris vers l’arrière, etapprécier sa vitesse ascensionnelle élevée, l’aisance appa-rente de ses atterrissages en autorotation ainsi que son faibleniveau sonore dans toutes les configurations de vol. Après le poser dans l’enceinte de l’usine, les visiteurs ont eutout loisir d’apprécier l’excellente finition de l’appareil, l’origi-nalité et le modernisme de sa technologie.L’hélicoptère est motorisé par un moteur à pistons classiqued’aviation générale à quatre cylindres à plat à refroidissementforcé par air, LYCOMING 0-360 12n de 180 cv, détaré à 145cv avec un collecteur d’échappement envoyant les gaz vers lehaut. Ce moteur dispose d’un TBO (intervalle entre deux révi-sions majeures) de 2000 h et de nombreux réparateursagréés dans le monde.

Par l’intermédiaire d’une courroie utilisée comme embrayageet d’une boîte de transmission comportant un seul couple depignons coniques et l’indispensable roue libre, le moteurentraîne le rotor principal tripale de type articulé sur butéeslamifiées sphériques et amortisseurs viscoélastiques, ainsiqu’un rotor anti-couple caréné à sept pales démontables enmatériaux composites situé à l’arrière de la queue. Ces élé-ments mécaniques ont une durée de vie « infinie ».Les pales du rotor principal, utilisant un profil très modernedérivé des travaux de l’Onera en la matière, font appel égale-ment aux matériaux composites avec un longeron de bord d’at-taque en rovings de verre, un noyau en mousse et un revête-ment en fibres de carbone. Une masse d’acier est incorporéeau longeron en bout de pale pour accroître l’inertie du rotor et,par ailleurs une coiffe en acier recouvrant le bord d’attaqueprotège le longeron de l’érosion. Contrairement aux palesmétalliques, ces pales n’ont pas de limitation de durée de vie.

Marseille-Provence

Paul LEMUHOTBruno GUIMBAL (Certification du Cabri G2 Le 10 décembre2007 ; www.helico-passion.fr.st)

1. Compte-rendu de la visite d’Hélicoptères GUIMBAL, le 18 janvier, avec la présentation en vol du CABRI G2.

LA

VIE

DE

SG

RO

UP

ES

RÉ

GIO

NA

UX

N°4

AV

RIL

20

08

06

– un allumage électronique pour lemoteur ;– un système de dégivrage du carbura-teur ;– une alarme Rotor et Carburant(BARC) ;– un régulateur de régime moteur(RAM) ;– un jaugeur de carburant ;– un régulateur électrique ;– un écran multifonction développé enpartenariat avec un partenaire TPE ;– un circuit carburant anti-crash ;– des sièges et ceintures anti-crash ;– et enfin des outillages de productionen série du circuit électrique.

Un important lot d’essais a permis dejustifier la certification:– des essais officiels de crash versl’avant à 19 g et vers le bas à 30 g dessièges avec ses ceintures et de la struc-ture ont démontré que le CABRI G2 est lepremier hélicoptère léger anti-crash avecsurvie possible pour un taux de descentejusqu’à 2 000 ft/mn. Un film sur cesessais est particulièrement éloquent ;– des essais au crash du train d’atterris-sage et du réservoir de carburant ;– des essais de fatigue du mât rotor etdu moyeu dans les installationsd’Eurocopter ;– 100 heures de points fixes au sol àpleine puissance ;– des essais de fatigue des pales sur unbanc spécifique développé par B. GUIM-BAL ;– des essais en environnement hostilefoudre et agressions électromagnéti-ques ;– et enfin des essais climatiques tempschaud et temps froid.

Une installation complète d’essais en vola été mise en œuvre autorisant l’enregis-trement de 100 paramètres pendant 3 à4 heures dont 20 de température et 40de contrainte, y compris sur les élé-ments tournants grâce à un collecteursur la tête rotor.Au total, 280 heures de vol ont été réali-sées en 3 campagnes dont 17 d’essaisofficiels au CEV.

Trois records du monde pour hélicoptèrede moins de 500 Kg ont été obtenusdurant cette expérimentation:– temps de montée à 6 000 m: 22’ 08’’ ;– altitude : 6 656 m ;– temps de montée à 3 000 m: 6’ 42’’.

Indiquons pour terminer quelques carac-téristiques essentielles de la machinecertifiée:– masse à vide: 425 kg ;– masse maximale: 700 kg ;– vitesse maximale: 100 kt ;– vitesse de croisière: 90 kt ;– VNE: 130 kt ;– rayon d’action: 800 km ;– endurance: 6 heures à 55 kt.

Le prix de cession proposé de248 000 € HT place l’appareil entre leR22 biplace et le R 44 quadriplace.Le modernisme de la conception de cetappareil, ses excellentes qualités de vol,sa sécurité active et en particulier sabonne aptitude à l’autorotation ainsi queson faible coût d’entretien estimé contri-bueront sans nul doute à accroître le car-net de commandes initial de 12 clientsdéjà acquis, avec une utilisation inten-sive par les écoles de pilotage.

La première livraison est prévue au pre-mier trimestre 2008 au client de lance-ment IXAIR avec une cadence de produc-tion d’un par mois en fin d’année et deuxpar mois en 2009.

L’aventure industrielle de Bruno GUIM-BAL a donc maintenant tous les atoutspour aboutir.

Paul LEMUHOT

tré sera tout à fait respectable: vitessemaximale 120 kt, altitude atteinte 12000 ft, panne moteur à 7 ft démontrée,tenue de 25 kt à tous les caps et enfinobtention du record du monde de dis-tance en ligne droite pour hélicoptère demoins de 500 kg toujours valide à cejour.A l’issue de cette expérimentation réus-sie des qualités à attendre de cette for-mule d’hélicoptère léger, Bruno GUIM-BAL se fixe comme objectif de dévelop-per un appareil certifié se plaçant en prixentre les biplaces à moteur à pistonsexistants. Les SCHWEIZER, HILLER,ENSTRÖM BRANTLY, HUGUES 300,BELL 47 sont nombreux et ont unemoyenne d’âge de 47 ans. Le plusrécent ROBINSON R22 est produit aurythme de 200 appareils par an. Il y adonc un marché. Il convient d’améliorernotablement le sécurité active par lesqualités de vol : faire deux fois mieux enautorotation que le R22, accroître trèssensiblement la manœuvrabilité et latenue aux turbulences, disposer d’unrotor arrière caréné donc protégé, etenfin concevoir une structure, des siè-ges et un circuit carburant anti-crash. De plus, comme le pratique Eurocopter,il faut augmenter la polyvalence de l’ap-pareil et dans la mesure du possibleréduire le coût d’acquisition et d’entretienà un niveau équivalent à celui du R22.C’est avec ces objectifs que Bruno GUIM-BAL se lance dans l’aventure, avec la for-mation le 14 Septembre 2000 de laSociété Anonyme Hélicoptères GUIMBAL,au capital de 385 000 Francs, et 14actionnaires fondateurs, constitués de safamille et d’ingénieurs d’Eurocopter.Sept millions d’euros auront été néces-saires à la certification et à l’industriali-sation du CABRI G2, fournis par les capi-taux propres de la Société, des contratsavec Eurocopter pour l’appareil de baseet un dérivé direct drone et des contratsde recherche de la DPAC et du ministèrede la Recherche.

Au départ, la Société s’est fixé les priori-tés suivantes:– financer les outillages de série ;– entraîner de vrais partenaires indus-triels ;– développer des compétences propres ;– et enfin créer des procédures certifia-bles et durables.

Au passage, Bruno GUIMBAL souligneque toute la liasse du CABRI G2 estgérée en configuration et réalisée aumoyen du logiciel CATIA V5. Un bonnombre d’équipements spécifiques ontété développés spécialement pour l’ap-pareil et certifiés :

Drone Vertivision (www.helico-passion.fr.st)

Par Erik STEENBAKKERClub Micro-drones de Supaero

Br2C. Que se cache-t-il derrière ce nométrange ? Non pas une nouvelle et impro-bable molécule, mais bel et bien undrone. Un micro-drone plus précisément,dont les dimensions sont de l’ordre dequelques dizaines de centimètres.Concevoir et fabriquer une machinevolante à cette échelle soulève des pro-blèmes techniques et scientifiques origi-naux ; quelques Universités et Ecoles dumonde entier se sont données pourobjectif de relever ces défis. Et Supaeroen fait partie.Mais que signifie donc « Br2C » ? Il s’agittout simplement des initiales de Bi-rotorsContrarotatifs Carénés. Imaginez uncylindre de 180 millimètres de diamètre,et de 253 de hauteur. A l’intérieur : deuxrotors coaxiaux tournant en sens oppo-sés. Ce mode de propulsion est étudiédepuis quelques années à Supaero,sous la direction de Monsieur RogerBARENES. Il apporte une solution inté-ressante à la chute de rendement propul-sif lorsque l’échelle diminue.Le vecteur emporte une électroniqueminiaturisée de qualité, développée àSupaero depuis quelques années sousla direction de Monsieur JacquesLAMAISON.Le défi du projet consiste à réunir etappliquer ces connaissances pourconcevoir un système autonome, com-pact, performant et robuste pour desmissions de reconnaissance en intérieur,dans un environnement inconnu.La mission que l’on demande aux micro-drones « indoor » – évoluant donc enintérieur, est digne d’un film de JamesBond. Le drone doit pouvoir voler autourd’une pièce de petite dimension et s’yintroduire par une porte ou une fenêtre.Il repère des cibles dans la pièce etprend des photographies avant de sortir,soit par une fenêtre, soit par une chemi-née. Il doit de plus être capable de seposer et de décoller depuis le sol, ouune plateforme. La capacité de vol sta-tionnaire est donc incontournable.Evidemment, plus le drone est petit, plusil est discret et plus il évolue aisément enintérieur. Mais attention aux rafales de

vent en extérieur ! Par ailleurs, l’objectifultime serait de rendre le drone entière-ment autonome. Il n’aurait plus besoin depilote mais simplement d’un opérateurqui programmerait la mission, lanceraitle drone, le suivrait, récupèrerait les don-nées fournies en temps réel – des ima-ges principalement – via une station sol,et enfin le reprendrait une fois posé.

UN TRAVAIL D’ÉQUIPE AVANT TOUTLe projet a été lancé au sein du tout nou-veau Club Micro Drones de Supaero enoctobre 2006. A l’époque, le projet réu-nissait une équipe de dix étudiants enpremière année. Grâce à l’aide des labo-ratoires de l’école et de Damien POIN-SOT – doctorant Supaero/Onera – elles’est placée en septième position suronze candidats à la compétition interna-tionale MAV07 à Toulouse en septembre2007. Aujourd’hui, nous sommes unevingtaine d’étudiants de première etdeuxième année à travailler à la fois surnotre temps libre et dans le cadre del’enseignement pour faire progresser ledrone.

L’INTIMITÉ DU BR2CProcédons à une rapide dissection dudrone pour comprendre son fonctionne-ment. Le vecteur est constitué de troisparties principales : le doublet de rotorscoaxiaux, la paire de volets orthogo-naux, et la carène. Ces trois élémentssont distincts ; pourtant ils interagissentet leurs fonctions sont multiples.Les deux rotors sont contrarotatifs. Cechoix a été fait pour deux raisons. D’unepart, le couple de lacet généré par unrotor est contrebalancé par le second.En contrôlant indépendamment la puis-sance de chacun, on pilote efficacementle mouvement de lacet. Les volets pla-cés à l’aval du flux servent uniquement àpiloter le tangage et le roulis. Ainsi, nousn’utilisons que deux volets au lieu desquatre qui seraient nécessaires pourcontrôler le lacet sans l’aide desmoteurs. Le vecteur est donc plus sim-ple et plus robuste. D’autre part, les héli-ces contrarotatives présentent aussil’avantage d’offrir un rendement supé-rieur à celui des hélices simples.Les rotors sont étroitement entourés parune carène qui est bénéfique pour deuxraisons. Elle protège très efficacementles rotors lorsque le drone heurte unobstacle, ou subit un atterrissage chao-tique. La carène confère au drone unegrande robustesse (éprouvée pendant laphase de développement !). Mais elle nese limite pas à un simple bouclier. Elleest dessinée pour générer la moitié de la

poussée totale grâce à un effet de suc-cion sur les lèvres situées à l’entrée.Enfin, la carène permet aux hélices detravailler plus efficacement. Nous utilisons de nombreux composantsde modélisme. Notamment une télécom-mande, un récepteur, des servomo-teurs, des batteries Lithium-Polymère,des moteurs brushless (synchrones, àcage tournante) et les variateurs qui per-mettent de les commander. Nous fabri-quons les autres éléments à Supaero.De nombreuses pièces sont usinéesavec précision dans nos ateliers : lesdimensions de certaines des pièces cen-trales que nous fabriquons n’excèdentpas un centimètre ! Par ailleurs, grâce àl’expertise du laboratoire composites del’Ecole, nous faisons une utilisationextensive du composite carbone-époxy.En particulier, les hélices et la carènesont en carbone : elles sont moulées surun moule spécialement usiné pour cetusage.L’utilisation de ces matériaux rend levecteur extrêmement léger : près de250 grammes seulement (hors systèmeembarqué et charge utile), dont une cen-

CO

MITÉ

SJE

UN

ES

07

Br2C

Erik STEENBAKKER

1 : Le drone Br2C

2 : Banc d'essai : mesure des perfor-mances de l'ensemble hélices pluscarène

CO

MIT

ÉS

JEU

NE

S

08

N°4

AV

RIL

20

08

taine de grammes seulement pour la carène ! La question quise pose maintenant est la suivante : le surplus de poussée etle gain de rendement apportés par la carène compensent-ils lesurplus de masse par rapport à un vecteur à hélice libre ? Laréponse n’est pas simple. En effet, a priori il est d’autant plusdifficile d’obtenir un rendement élevé que le diamètre de l’hélicediminue. Il faut donc comparer les vecteurs à compacité équi-valente. Dans notre cas, la poussée fournie au point fixe est de500 grammes (la masse totale de notre système, charge utilecomprise) pour une puissance sur arbre d’environ 60 W.Ces performances propulsives honorables permettent audrone d’emporter un système embarqué complet développé àSupaero. Il est constitué d’un calculateur, d’un capteur depression statique, d’une centrale inertielle (3 gyromètres, 3accéléromètres, 3 magnétomètres). On peut également inté-grer un GPS, et divers capteurs spécifiques. En l’occurrence,un sonar à ultrasons permet d’obtenir une mesure précise del’altitude dans certaines phases de vol. En revanche nous n’uti-lisons pas le GPS en intérieur.Le travail réalisé l’an passé a abouti en septembre 2007 auvol de la première version du Br2C. Depuis, nous poursuivonsles études pour améliorer le vecteur, mieux le comprendre, etétendre ses capacités.

VISION ET VTOL : UN PAS VERS L’AUTONOMIELe drone évolue dans un environnement inconnu. Nous souhai-tons donc lui permettre de se diriger de façon autonome.Plusieurs travaux sont en cours dans ce sens.Encadrés par Monsieur Emmanuel ZENOU, nous développonsun système de vision pour analyser en temps réel les imagesfournies par la caméra embarquée. Dans un premier temps,le but est de permettre au drone de repérer un objectif telqu’une fenêtre et de se positionner relativement à cet objec-tif. Pour l’instant les algorithmes de calculs sont implantés ausol, les résultats sont traités et les instructions sont envoyéesautomatiquement au drone via la station sol. A plus long termeet quand l’expérience sera concluante, nous souhaiterionsbien évidemment poursuivre ce défi en étendant les capacitésde détection, et en réalisant le calcul à bord. Par ailleurs,encadrés pas Damien POINSOT (Supaero/Onera) et MonsieurAlain PIQUEREAU (Onera), nous cherchons à développer lescapacités de décollage et d’atterrissage automatique dudrone. Ainsi, nous espérons lui permettre de se poser s’il veutéconomiser ses batteries et observer plus longuement unesituation.

POUR UN MEILLEUR VECTEURLe vecteur Br2C que nous avons construit l’an passé avait plu-sieurs défauts importants : le manque d’intégration du sys-tème embarqué, les vibrations de la structure, et le bruit.

Premièrement, nous cherchons donc à améliorer l’intégrationdu système embarqué et de la charge utile. Cette tâche estdélicate compte tenu des contraintes de masse et de lagrande sensibilité du vecteur aux défauts d’équilibrage : plusde la moitié de la masse est placée sur la surface de lacarène, très loin de l’axe du drone.Par ailleurs, la structure de la première version du Br2C vibraitbeaucoup trop. L’image fournie par la caméra embarquéen’était pas d’une qualité suffisante, et les mesures d’accéléra-tion du drone par les accélérateurs de la centrale inertielleétaient difficilement exploitables. Pour résoudre ce problème,une détermination de la signature vibratoire et une analysemodale de la structure sont actuellement en cours, sous ladirection de Monsieur Daniel BIRON (Onera). L’objectif est defaire un diagnostic visant à identifier les sources de vibrationet à comprendre comment la structure réagit à ces sollicita-tions. A terme, nous espérons réduire les vibrations, et propo-ser un placement approprié pour la centrale inertielle et pourla caméra.Enfin, la première version du Br2C était particulièrementbruyante. Il s’agit d’un handicap pour un drone d’observation.Nous avons donc lancé une étude acoustique pour identifierles spectres et localisations des sources de bruit, toujourssous la direction de Monsieur BIRON.

OBJECTIF EMAV08Nous souhaitons converger en mai vers une nouvelle versiondu Br2C, qui intégrera les quelques améliorations que nousprésenterons à la compétition EMAV 2008 (European MicroAir Vehicle Conference) à Braunschweig en Allemagne en juil-let 2008. Une telle compétition est une échéance extrême-ment stimulante pour l’équipe. Elle lui donne des objectifsconcrets, ce qui lui permet de travailler efficacement, avecdes contraintes s’apparentant parfois au développement d’unprojet industriel. Pour l’équipe, les compétitions sont égale-ment l’occasion de se confronter à d’autres groupes venus dumonde entier. L’édition toulousaine MAV07 a par exemple étéun grand moment pour nous tous.

A PLUS LONG TERME …Dans un futur un peu plus lointain, peut être le Br2C volera-t-ilen extérieur : il nous faudra pour cela évaluer et réduire le han-dicap que présente la carène quand le vent souffle latérale-ment. Le drone pourra éventuellement être encore plus petit,et évoluera de façon totalement autonome. Ce sont les futu-res générations d’étudiants passionnés qui nous le diront, enespérant qu’eux aussi s’émerveilleront devant ces concentrésde technologie et de savoir-faire que sont les micro-drones, etqu’ils tenteront comme nous d’apporter leur pierre à l’édifice.

Erik STEENBAKKER,Chef de projet Br2C,Club Micro-drones de Supaero

3 : Fabrication du vecteur : installation du croisillon moteur

4 : Entre les deux rotors : la fixation de l'hélice sur le moteur est un travailde précision

5 : Le Br2C en vol, lors de lacompétition MAV07 (Toulouse,Septembre 2007)

CA

LEN

DR

IER

09

Annonces des groupes régionaux

Date Lieu Manifestation

2008ILE DE FRANCE (Tél. : 01 56 64 12 30 ; courriel : lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr)

24 juin PARIS 15e 3AF- Commission Colloque « Chine ». Coopération avec la Chine : 8h45–18h SAGEM Stratégies et Affaires Etat des lieux et évaluation des enjeux dans

Internationales les domaines spatial et aéronautique.

POITIERS-CENTRE-ATLANTIQUE (Tél. : 05 49 49 80 83 ; courriel : jean.tensi@lea.ensma.fr)

26-28 sept. Aéroport de Poitiers-Biard AEROTOP 2008 :lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr 1er Salon aéronautique

et espace en Poitou Charentes

TOULOUSE MIDI-PYRÉNÉES (Tél. : 05 56 16 47 44 ; courriel : aaaftlse@aol.com)

18 juin Toulouse ISAE « La Saga du Falcon 7X »à 18h Site ENSICA par J-C.HIRONDE (Dassault-Aviation)

26 sept. Toulouse Visite de Turbomeca à Bordes en partenariat avec le GR Béarn-Gascogne

22 oct. Toulouse ISAE , « Airbus et l’innovation technologique » à 18h Site Supaero par J. FONTANEL (Airbus France)

lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr

Colloques nationaux et internationaux

Date Lieu Organisateur Manifestation

2008

3-6 juin TOULOUSE 3AF SFT2008 « Thermique aéronautique FRANCE www.onera.fr/sft2008 et spatiale »

10-12 juin LYON SUPMECA , AFM, SFA XVIth Symposium: Vibrations, Chocs et Bruit FRANCE Ecole Centrale

8-11 juillet PRAGUE 3AF 5ème Colloque sur la Défense Anti-Missiles TCHEQUIE www.missile-defence.com

23-24 oct. BILBAO 12th CEAS-ASC Aeroacoustics Workshop SPAIN and 3rd X3-NOISE Scientific Workshop

Turbomachinery Broadband Noisewww.ctaero.com/12ceasworkshop

19-21 nov. ECULLY 3AF IES2008 : « Intelligence Economique, Ecole Centrale Lyon lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr 9e forum Européen »

24-26 nov. AVIGNON 3AF OBE 2008 - On Board Energy Materials : FRANCE lisa.gabaldi@aaaf.asso.fr The Future and Stakes of an on-board Energy

Energy in Space Systems, preparing the next fifty years

TE

CH

NO

LOG

IES

10

N°4

AV

RIL

20

08 Carburants alternatifs aéronau-

tiques : potentiel et limites*Par Paul KUENTZMANN

INTRODUCTIONL’actualité est riche en démonstrations en vol d’avions militai-res et commerciaux utilisant non plus le kérosène conven-tionnel produit à partir du pétrole mais un mélange de cemême kérosène avec un carburant alternatif. A l’opposé, desvoix s’élèvent, témoignant d’un scepticisme voire d’une fran-che opposition, pour mettre en doute l’intérêt et l’avenir deces nouveaux carburants. Aussi a-t-il semblé intéressant de proposer un point des déve-loppements en cours et des perspectives offertes par cescarburants alternatifs issus de ressources fossiles ou de res-sources renouvelables (biocarburants).

LA SITUATION DU TRANSPORT AÉRIENUne première partie de la présentation s’est intéressée à laproblématique générale du transport aérien et de son évolu-tion dans les prochaines décennies. La situation du transportaérien, qui constitue le plus gros consommateur du domaineaéronautique de carburants est estimée paradoxale.

En effet, trois constatations peuvent être mises en parallèle :

• l’adoption quasi-générale du dogme environnementalanthropique affirmant que le changement climatique est lerésultat direct d’une consommation excessive de ressourcesfossiles et donc d’une production exagérée de dioxyde de car-bone (CO2) par les activités humaines. Le mot dogme estadopté au sens du dictionnaire : point de doctrine (ici dethéorie) établi ou regardé comme une vérité fondamentale,incontestable ;• Les trafics aériens passager et frêt connaissent une crois-sance soutenue proche de 5 % par an. Si cette croissancedevait se maintenir, le trafic devrait doubler d’ici 2020. Or, leprogrès technologique des avions n’obéit qu’à une diminutionmoyenne de la consommation par passager de 1 % à 1,5 %.Il faut donc s’attendre à un accroissement de la production deCO2 par le transport aérien ;• la demande de pétrole ne cesse de croître, or les réservesne sont pas infinies et un pic de production devrait apparaîtreà un horizon plus ou moins lointain.

TRAFIC AÉRIEN, PRODUCTION DE PÉTROLE, ÉMISSION DE CO2

L’intérêt porté à nouveau depuis quelques années aux carbu-rants de substitution ou carburants alternatifs pour l’aéronau-tique résulte de cette brève analyse. En particulier, le recoursà des biocarburants, par nature renouvelables, constitue unepiste à explorer pour résoudre le dilemme que devra affronterdans très peu de temps le trafic aérien.Un tableau récapitulatif de différentes estimations du pic deproduction mondiale de pétrole a été présenté : ces dif-férentes estimations se situent entre 2005 et 2060. L’analyse du gouvernement français, réalisée par l’IFP (fig. 1),situe le pic vers 2020, avec des possibilités de décalage vers2050 si le taux d’extraction des puits de pétrole peut être aug-menté ou si des gisements non conventionnels (pétrole extralourd, schistes bitumineux) peuvent être exploités.

En outre, il faut s’attendre à une demande croissante de pétro-le, en particulier de la part des pays asiatiques, conduisant àune tension sur la disponibilité du pétrole et à une augmenta-tion corrélative du prix du baril.Quelques chiffres globaux ont été rappelés concernant la pro-duction mondiale de pétrole, la production anthropique mon-diale de CO2, l’utilisation des dérivés du pétrole par les dif-férents modes de transport et les principales données du tra-fic aérien. A retenir que le transport routier consomme environ 7 foisplus que le transport aérien et que le transport aérien estdevenu un transport de masse (2,1 milliards de passagers en2005), qu’il est par nature « énergétivore » à cause des dis-tances parcourues, qu’il contribue pour 2,5 % des émissionsanthropiques de CO2 mais que sa participation à l’effet deserre est plutôt de 3,5 %, avec un grand intervalle d’incerti-tude.

LES DÉFIS DU TRANSPORT AÉRIENLe transport aérien doit donc faire face à trois problèmes quilui imposent de devenir plus « vert » : – stabiliser ou limiter la croissance de sa production de CO2 ;– anticiper le tarissement progressif des ressources fossiles ;– réduire les nuisances locales (LAQ pour Local Air Quality).

Les progrès technologiques dans les différentes disciplines(aérodynamique, structures, moteurs, Air TrafficManagement) ou en recourant à de nouveaux concepts

Paul KUENTZMANN

* Résumé de la Conférence 3AF Groupe Régional Ile-de-France –Commission Propulsion du 13 février 2008

1. B52H, C17 et prochainement B1B et KC135R aux Etats-Unis.2. A380, B747-400.3. Le rapport consommation civile/consommation militaire estvoisin de 10.

Figure 1 – Pic de production du pétrole

TE

CH

NO

LOG

IES

11

d’avion, constituent une première nécessité qui malheureuse-ment devrait s’avérer insuffisant ; l’utilisation de nouveaux car-burants, si possible renouvelables, pourrait en complémentoffrir de nouvelles perspectives.

Les biocarburantsLe transport routier a été le premier à s’intéresser aux biocar-burants et des biocarburants de première génération (éthanol,Ethyl Tertio Butyl Ester, Ester Méthylique d’Huile Végétale)sont déjà disponibles. Le transport aérien ne s’est mobilisé que plus récemment surle sujet, bien que des expériences réussies aient déjà eu lieupar le passé (par exemple le vol en 1984 d’un EmbraerBandeirante utilisant un biocarburant de Tecbio). Il convient àce niveau d’être précis sur les définitions :• un biocarburant est un carburant utilisant comme ressourceprimaire la biomasse ;• il existe deux voies de production, l’une thermochimique,l’autre biochimique. L’appellation XTL (Anything To Liquid) esten principe réservée au procédé thermochimique Fischer-Tropsch inventé en Allemagne dans les années 1920. Les XTLse partagent en 2 catégories :

– Les CTL (Coal To Liquid) et GTL (Gas To Liquid) partantde ressources fossiles ;– Les BTL (Biomass To Liquid) et WTL (Waste To Liquid)reposant sur des ressources renouvelables.

LES PROGRAMMES EN COURSUn résumé des principaux programmes en cours dans lemonde a été présenté en distinguant les pays ou groupes depays. Les Etats-Unis possèdent une stratégie très ambitieuse avecnotamment les programmes AFI (Assured Fuel Initiative) pourla Défense et CAAFI (Commercial Aviation Assured FuelInitiative) pour le transport aérien civil. Le programme européen le plus significatif est ALFA-BIRD(ALternative Fuels And Biofuels for aIRcraft Development). Une réflexion est en cours sous l’égide de la DGAC/DPAC pourla mise au point d’une feuille de route nationale « carburantsalternatifs ».

LES PRINCIPAUX PROCÉDÉS DE FABRICATIONAprès un bref rappel sur les principaux procédés thermochimi-ques (Bergius et Fischer Tropsch) qui ont été intensément utili-sés par l’Allemagne lors de la deuxième guerre mondiale, enRDA jusque dans les années 1950 et continuent à être unespécialité de la firme SASOL d’Afrique du Sud, un récapitulatifa été donné des principales installations industrielles mondia-les en activité ou sur le point de l’être.Il existe beaucoup d’installations pilotes mais un nombre limi-té d’installations susceptibles de produire de grandes quanti-tés de carburant alternatif (autour de 100 000 barils/jour) :SASOL, projet US au Montana et SHENHA en Chine pour leCTL ; SASOL, Royal Dutch Shell et Exxon Mobil pour le GTL.A ce jour, il n’existe pas de « raffineries » BTL de grande capa-cité. Pour l’aspect économique, le CTL et le GTL paraissent com-pétitifs à partir d’un pétrole à 70 $ le baril, le BTL, pour unpétrole à 150 $ le baril. Ces estimations résultent d’une biblio-graphie conséquente au sein de laquelle ont été isolés lesrares documents de synthèse d’origines britannique et améri-caine relatifs aux carburants alternatifs aéronautiques.

Les voies possibles de développement : un choixraisonné pour satisfaire les objectifsFace à l’éventail de possibilités précédemment présentées, ilfaut maintenant proposer un choix raisonné de voies dedéveloppement satisfaisant aux objectifs de départ.

UN CAHIER DES CHARGES EXIGEANTLe cycle de vie d’une famille d’avions étant en moyenne d’en-viron 40 ans, il faut d’abord déterminer quels carburants alter-natifs pourront s’adapter aux avions et moteurs existants ouen développement (737, A320, 747, 777, A380, 787,A350XWB) avec le minimum de modifications, c’est le con-cept « drop-in ». Partant des spécifications connues dukérosène conventionnel et des travaux en cours dans lemonde pour les nouveaux carburants, un cahier des chargesest proposé (fig. 2).

Ce cahier des charges est relativement exigeant puisque,outre la recherche de propriétés physicochimiques prochesde celles du kérosène, on en attend quelques bénéfices auniveau des émissions polluantes (oxydes d’azote, suies).

LES DIFFÉRENTS TYPES DE BIOCARBURANTS : POTENTIEL ET LIMITESLes CTL et GTL ne présentant pas a priori d’avantages signi-ficatifs pour l’émission durant le cycle de vie (« well to wake »)et utilisant des ressources fossiles, on considère alors les dif-férents types possibles de biocarburant en les distinguant parl’origine des ressources primaires et en détaillant successive-ment la quantité des ressources mobilisables pour faire faceà la demande, les technologies à mettre en œuvre et le coûtde production.

Les ressources de l’élevage (gros animaux, farines animales)ne sont pas très abondantes et ne peuvent fournir qu’unappoint. La technologie Fischer-Tropsch a déjà été utiliséepour produire un biocarburant à partir de farines animales(Allemagne), les farines animales sont par ailleurs brûléesdans les cimenteries.

Le cas de l’agriculture est beaucoup plus complexe puisquel’utilisation des terres arables peut rentrer en compétitionavec des utilisations plus conventionnelles telles que la pro-duction d’aliments pour l’humain ou pour l’animal ; on peut par-ler à ce propos de la problématique des 5 F (Food, Feed,Fiber, Fuel, Forest). La référence aux forêts tient au fait que ladéforestation (cas de l’Amazonie, de l’Indonésie et du Congo)pour développer des cultures présente un bilan très négatif auniveau de l’équilibre planétaire et de l’émission globale deCO2. De plus, le potentiel des terres pour le développementde cultures destinées au biocarburant est tout juste suffisanten Europe pour les objectifs liés au transport routier. Les tech-nologies dites de première génération conduisant à l’éthanolet aux huiles végétales s’avèrent inadaptées aux besoins dutransport aérien : en particulier l’éthanol est énergétiquementtrès inférieur au kérosène et les huiles végétales et leursdérivés possèdent une température beaucoup trop élevée defigeage.

TE

CH

NO

LOG

IES

12

N°4

AV

RIL

20

08

D’autres technologies sont en cours demise au point, telle que la production parvoie biochimique d’alcools lourds(butanol, octanol) ou même d’isoprène,l’élément de construction le plus répandude la nature. La sylviculture possède, aumoins pour la France, un potentiel impor-tant et encore mal exploité. Des démon-strations tout à fait encourageantes exis-tent pour la production d’un kérosènesynthétique à partir de copeaux de bois(Suède). La principale difficulté résidedans le coût qui pourrait être assez élevéen raison du caractère dispersé de laressource et de la logistique qu’il faudramettre en place pour la concentrer avanttraitement. La dernière ressource développable à unhorizon plus lointain que celui des précé-dentes, est celle des microalgues ; cetteressources présenterait l’intérêt denécessiter beaucoup moins de surfaceque l’agriculture, certains documentsfaisant état de deux ordres de grandeur,pour la même production d’huile ; cettetechnologie pourrait, si cette caractéris-tique est vérifiée, s’avérer aussi un excel-lent moyen de traiter la production deCO2 par les installations industrielles « àla source ». Un bilan CO2 pour les différents carbu-rants alternatifs confirme l’intérêt majeurdes biocarburants par rapport à ceuxprovenant de ressources fossiles,encore que ces derniers puissent voirleur bilan amélioré par la capture-séques-tration du CO2. Un bref aperçu a ensuite été donné surles promesses des OGM et de la biologiede synthèse, en n’omettant pas l’opposi-tion des mouvements écologistes à cesdéveloppements.

ConclusionLes conclusions de cette présentationpeuvent être résumées comme suit :• il existe des technologies de naturethermochimique ou biochimique, que l’onpeut coupler, susceptibles de permettrela fabrication d’un biocarburant compati-ble avec l’application aéronautique ;• les ressources primaires qui seraient àmobiliser doivent être celles qui ne ren-treront pas avec les utilisations conven-tionnelles telles que l’alimentation. Labiomasse qui apparaît rentrer dans cetteperspective est la biomasse cellulosique: déchets agricoles et sylvestres, taillesd’herbes (certaines variétés), toutesmatières qui sont aujourd’hui brûlées. LaFrance possède du fait de sa géographieet de son climat, un potentiel intéressant

à développer. La voie BTL/WTL sembledonc devoir être privilégiée ;• il manque cependant une stratégienationale sur le sujet et les moyens asso-ciés, qui encourageraient des acteursindustriels à s’engager et investir dansce domaine ;• des sociétés savantes commel’Association Aéronautique etAstronautique (3AF) et l’Académie de l’Airet de l’Espace (AAE) pourraient s’impli-quer dans cette problématique énergé-tique générale qui relève plus du moyenterme que du long terme et donc devraitrecevoir une certaine priorité.

Paul KUENTZMANNOnera, 3AF, AAE

Figure 2 – Cahier des charges d’uncarburant alternatif aéronautique

L’É

CH

OD

ES

CO

LLOQ

UE

S

13

par Gérard FOURNIER

Le 11th CEAS5 Aeroacoustics Workshop s’est tenu à l'InstitutoSuperior Tecnico de Lisbonne, Portugal, les 27 et 28 septembre2007. C’était aussi le 2nd Scientific Workshop de l'action de coor-dination de la Commission Européenne X3-NOISE. Comme pour la cérémonie des diplômes, les étudiants del’Instituto Superior Tecnico commencent l’année en se déguisanten... étudiants anglo-saxons ! Ces pratiques médiévales ont beau-coup de succès à travers le monde : les Russes s'y mettent, lesChinois aussi et on dit que même les Français seraient tentés. Mais le plus spectaculaire est l'arrivée à Lisbonne par beautemps. En venant du nord-est, l'avion suit le Tage, passe près dunouveau pont Vasco de Gama (17 km, le plus long d'Europe)posé sur cette mer intérieure, survole la ville, puis l'ancien pont(seulement 2 km mais piles à 190 m de hauteur) dont tout lemonde a oublié qu'il s'appelait Salazar. Arrivé sur l'OcéanAtlantique, on vire au sud au-dessus de Setubal, une Lisbonneavec sa mer intérieure à l'échelle un demi pour revenir de l'autrecôté du pont et viser le centre de Lisbonne pour l'atterrissage.Cet aéroport près du centre évite de payer cher le taxi mais il n'aplus de possibilités de développement.

INTRODUCTIONRevenons à la combustion ; le titre exact de la réunion est :Experimental and Numerical Analysis and Prediction ofCombustion Noise.L'organisation locale est sous la responsabilité du professeurLuis CAMPOS et le président du comité scientifique est le profes-seur Wolfgang SCHRÖDER de l'université RWTH Aachen.

Environ 90 délégués participent aux huit séances. Ils viennent dela plupart des pays européens, y compris des nouveaux étatsmembres de la Communauté Européenne, mais aussi des Etats-Unis, du Canada, du Brésil, avec une bonne participation desindustriels (Rolls Royce, Snecma, Pratt & Whitney, HoneywellAerospace et Turboméca).

LE BRUIT DE COMBUSTIONPour les turbo-soufflantes, le bruit de combustion, haché menupar les turbines, déformé par la tuyère et encore maltraité par lescouches de mélange des flux primaires et secondaires, passeencore inaperçu devant le bruit de jet et le bruit de soufflante.Mais comme ces derniers deviennent de moins en moins inten-ses et qu'il faut continuer à réduire le bruit total, il va bien falloirs'occuper un jour du bruit de combustion. Pour les moteurs qui n'ont ni bruit de jet ni bruit de soufflante,c'est-à-dire les turbomoteurs ou les groupes auxiliaires de puis-sance, c'est déjà commencé. Les exposés d'applicationsconcernent donc davantage les turbomoteurs que les turbo-souf-flantes.Il y a eu deux conférences majeures et 27 contributions. Lestitres des huit séances sont:– Industrial Applications;

– Combustion Stability;– Computation of Combustion Noise;– Noise Modelling;– Flames and Burning;– Noise Radiation;– Enclosed Flames;– Validation and Simulation.

Il n'y a pas eu de séance de discussion générale. Une visite dulaboratoire Secção de Mecânica Engenharia Aeroespacial,Departamento de Engenharia Mecânica a été proposée. On peuty voir une petite soufflerie anéchoïque.

Dans ce qui suit, seul le nom du premier auteur est cité pour plusde clarté.

CONFÉRENCES MAJEURESLa première conférence majeure Flame Dynamics andCombustion Noise : Progress and Challenges est présentée parle professeur Sébastien CANDEL de l’Ecole Centrale Paris. C’estune introduction substantielle à des données expérimentales surles flammes. L'approche numérique y est aussi expliquée. Dansles comptes rendus, un texte de 53 pages inclut plus de centréférences. La seconde conférence majeure Large-Eddy Simulation ofCombustion Noise est exposée par le professeur Heinz PITSCHde Stanford University, USA. Dans une première partie, il expliquecomment la CLES (Combustion Large Eddy Simulation) a été vali-dée par des résultats expérimentaux sur des flammes biencaractérisées. Dans la seconde partie, il développe les règlesd'application de l'approche CLES, relayée par un code de CAA(Computational Aero-Acoustics) basé sur l'analogie acoustiquede Goldstein, pour prévoir le bruit de combustion rayonné par lesgéométries complexes des turbomoteurs.

Le bruit de combustion peut être qualifié de direct ou d'indirect.Le bruit direct est lié à l'expansion volumique dans la zone desréactions. Le bruit indirect, encore appelé bruit d'entropie,résulte du couplage entre une onde d'entropie et un gradient devitesse moyenne. De fait, ces appellations de bruit de combus-tion direct ou indirect ne désignent que les mécanismes de pro-duction du bruit, ses sources. Dans les moteurs réels, le bruit decombustion que l'on entend dépend fortement des impédancesen amont et en aval de la chambre de combustion ; des phéno-mènes de résonance jouent un role déterminant dans les spec-tres et les niveaux observés qui, de ce fait, sont difficiles à pré-voir même avec une bonne connaissance des sources.

BRUIT DE COMBUSTION D’UN SYSTÈME INDUSTRIELOn comprend alors pourquoi le bruit de combustion d'un sys-tème industriel complet n’est présenté que dans trois contri-butions:• Bill SCHUSTER (Honeywell Aerospace) donne une caractéri-sation détaillée du bruit d'un générateur auxiliaire de puis-sance;• dans ses travaux, MAN-CHUN Tse (Pratt & Whitney Canada)utilise une méthode de juxtaposition d'impédances acousti-ques, sans même modéliser les sources de bruit de combus-tion, pour maîtriser le bruit des turbomoteurs;• U. ACKERMANN (Université d'Iserlohn) tente de réduire lebruit des lances à oxygène des aciéries : plus de 120 déci-bels au poste de travail !

Gérard FOURNIER

Bruit de combustion

1. Council of European Aerospace Societies

L’É

CH

OD

ES

CO

LLO

QU

ES

14

N°4

AV

RIL

20

08

BRUIT INDIRECT DE COMBUSTIONQuatre contributions concernent le bruitindirect de combustion. Il est curieux deconstater qu'aucune d'elles n'analyseune quelconque combustion. M. LEYKO(Cerfacs) se donne des fluctuations deproduction de chaleur et calcule numéri-quement la propagation des ondesacoustiques et entropiques pendant ladétente dans une tuyère. Le bruit decombustion indirect tend à dominerquand la détente est importante. Troiscontributions reposent sur le même mon-tage expérimental dans lequel une résis-tance électrique fournit une impulsion dechaleur bien caractérisée. La tempéra-ture du gaz s'élève de quelques degréset la fluctuation de pression qui enrésulte après détente dans une tuyèreconvergente-divergente est analysée.Friedrich BAKE (DLR) obtient des résul-tats expérimentaux où le bruit d'entropieprésente une saturation au lieu de conti-nuer à croître avec le nombre de Machde la tuyère comme le prévoit la théoriede MARBLE et CANDEL. Ces résultatssemblent confirmés par la simulationURANS (Unsteady Reynolds AveragedNavier-Stokes) compressible que pré-sente Bernd MÜHLBAUER (DLR).Christoph RICHTER (Berlin University ofTechnology) vérifie que son calcul CAAest en accord avec les résultats précé-dents puis il applique cette méthode àdes géométries plus réalistes (flammeenfermée et chambre de combustion) .

Les autres contributions traitent du bruitde combustion direct et des instabilitésthermo-acoustiques. Dans quatre d'entreelles, la géométrie détaillée d'une cham-bre de combustion est prise en compte.Claude SENSIAU (Cerfacs) commençeavec l'analyse acoustique d'une chambrede combustion de turbomoteur : chaquedétail joue un rôle dans la déterminationdes modes propres. Pour une sectioncorrespondant à un injecteur de la mêmechambre de combustion, Guillaume BOU-DIER (Cerfacs) développe un calcul LES (Large-Eddy Simulation) qui prévoit la pré-sence d'un mode thermo-acoustiquedans cette chambre de combustion deformes complexes. Gabriel STAFFEL-BACH (Cerfacs) étend le calcul précé-dent à 15 sections (700 processeurs surun CRAY XT3) pour obtenir un modeangulaire tournant dans l'enveloppe deschambres. Afin d'éviter des calculs aussilourds dans un contexte industriel,Stefano TIRIBUZI (ENEL-Ricerca) utiliseun code URANS (Unsteady ReynoldsAveraged Navier-Stokes) incluant la com-bustion, avec un maillage très grossier,en vue d'éviter les instabilités thermo-

acoustiques dans de grandes turbines àgaz (plus de 4 000 MW installés au totalchez ENEL). Grâce à ces simplificationsextrêmes, il ne lui faut qu'une journée decalcul pour simuler… une seconde dephénomènes réels. L’enjeu est d'éviter levrombissement des turbines.

D’autres contributions examinent laflamme en tant que source de bruit.Même pour une flamme en espace libre,l'impédance du brûleur doit être prise encompte. La configuration usuelle d'unbrûleur tourbillonnaire à prémélange estexposée dans quatre contributions. A.SCHWARZ (Université Technique deDarmstadt) calcule finement l'écoule-ment par LES (Large Eddy Simulation)mais le couplage prévu avec les métho-des CAA (Computational AeroAcoustics)doit être encore bien préliminaire car lemot “bruit” est retiré du titre de l'exposé.C. BENDER (Université de Karlsruhe) pré-sente des résultats expérimentaux deréduction de bruit de flammes que soncollègue P. HABISREUTHER s'efforçe d'in-terpréter par simulation LES. La présenta-tion de Christian PASCHEREIT (UniversitéTechnique de Berlin) est limité au contrôledes instabilités de combustion.

Enfin le dernier groupe d'exposés traitedes propriétés des flammes. E.C. FER-NANDES (Université Technique deLisbonne) presente un travail expérimen-tal sur les flammes butant sur un disque.Les travaux d'Anton WINKLER (UniversitéTechnique de Munich) sont aussi essen-tiellement expérimentaux : le bruit estprévu à partir de mesures très intéres-santes incluant la PIV (Particle ImageVelocimetry) en instationnaire. Pourmieux comprendre le mécanisme dessources acoustiques, Christian PFEIFER(Université Technique de Berlin) utiliseune technique de localisation par holo-graphie acoustique en champ proche. N. NOIRAY (Ecole Centrale Paris) com-pare des prévisions théoriques avec desrésultats expérimentaux pour expliquerdes phénomènes tels que les glisse-

ments de fréquence, le déclenchementdu bruit ou l'hystérésis. A. HUBER(Université Technique de Munich) discutel'influence de l'impédance de l'alimenta-tion en combustible sur la dynamiqued'une flamme prémélangée. E.C.Hemdan SHALABY (Université deMagdebourg) présente une simulationnumérique directe pour examiner l'ampli-fication ou l'amortissement d'une ondeacoustique par une flamme prémélangéeturbulente. Orlando RIVERA, du mêmelaboratoire, utilise une approche coupléeLES/CAA pour comprendre la combus-tion turbulente prémélangée à faiblenombre de Mach. T. BUI (UniversitéRWTH Aachen) discute les processus decouplage entre LES et CAA. Haike BRICK(Université des Sciences Appliquées deBerlin) présente aussi une méthodehybride, avec une simulation LES jusqu'àune surface de contrôle entourant lessources puis une méthode de sourceséquivalentes pour calculer le champacoustique au delà. R. PISCOYA, de lamême université, calcule la propagationacoustique dans une chambre de com-bustion en tenant comte de la distribu-tion de température. R. EWERT (DLR)tente d'éviter la lourde et coûteuse LESgrâce à des méthodes hybrides baséessur le couplage d'un calcul RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) sta-tionnaire avec une approche d'analogieacoustique. Pour éviter les inconvénientsde la LES, une analyse de stabilité utili-sant des solveurs de Helmholtz peutaussi être intéressante. Nicolas LAMAR-QUE (Cerfacs) discute des conditionsaux limites à choisir dans ce genre d'ap-proche.

CONCLUSIONEn conclusion, et comme on s'y attendaiten organisant cette réunion, les indus-triels des turbo-soufflantes ne se sontpas exprimés sur un sujet qui ne lesconcerne pas encore. Mais leurs collè-gues des turbomoteurs, déjà bien plusconcernés, n’hésitent pas à utiliser lesgros outils numériques développés parles chercheurs, ni à les simplifier pourprogresser plus rapidement vers leursobjectifs d'application. Le “workshop”devant être focalisé sur le bruit, il n'étaitpas prévu d'insister sur les instabilités decombustion et leurs conséquences des-tructives, telles qu'elles sont suscepti-bles d'apparaître dans les lanceurs spa-tiaux ; mais leur rôle de source de bruit abien été examiné.

Gérard FOURNIER,GEFIC

Calcul de la combustion dans unechambre de turbomoteur (avec la per-mission du Groupe SAFRAN)

A’N

NO

NC

ES

15

Le colloque a lieu dans les locauxde la SAGEM (auditorium), 27 rue Leblanc, Paris 15ème

de 8h45 à 18h.Session 1 : Présentations générales

Session 2 : Exemples de coopération et de relationsindustrielles

Session 3 : Pièges et expériences vécues

Session 4 : Les précautions à prendre et les soutiens

Comité d’organisation et de programmeMichel LAFFAITEUR Pierre BESCONDJean DAUTUME Bernard DELOFFREBertrand de MONTLUC Jean JAMETLouis LAIDET Jean-Paul PERRAIS

Les inscriptions (150 € dont 30 € pour le déjeuner) sont à prendre auprès de la 3AF (33 (0) 1 56 64 12 30 ;bouchra.kefti@aaaf.asso.fr)

PRESENTATION

A partir du début des années 90, la Chine se lancedans la modernisation de ses capacités militaires etspatiales, notamment pour accélérer le développe-ment économique pour compenser les lacuneséconomiques. Toutefois, elle souffre toujours d’unétat d’infériorité par rapport aux technologies mondi-ales et l’activité spatiale, appuyée sur la coopérationinternationale, lui permet certainement de réduirecet écart. L’affichage civil de sa recherche spatialepermet à la Chine d’engager des coopérations d’or-dre technologiques notamment avec l’ESA et l’UnionEuropéenne ou la France. Le gouvernement chinoisannonce qu’il souhaite une utilisation efficace de l’ac-tivité spatiale afin de développer davantage et defaçon autonome l’industrie spatiale chinoise. Ainsi, laChine a participé au programme Galileo, à hauteurde 65 millions d’euros avec l’espoir de transferts detechnologie qui demeurent cependant limités en rai-son de la prudence des Etats membres de l’UnionEuropéenne.

Dans ce contexte, plusieurs questions se posent auxorganisations et industriels du secteur spatial etaéronautique, national ou international : commentaborder le marché chinois et la collaboration indus-trielle ? Quels sont les risques en termes techniques,technologiques, industriels, commerciaux, écono-miques et juridiques ? Comment traiter de la ques-tion de la propriété intellectuelle ? Comment évaluerles difficultés qui pourraient apparaître sur le planpolitique et s’en prémunir ?

La 3AF organise un colloque d’une journée pour ten-ter de répondre à ces questions, en s’appuyant sur :

• Un état des lieux et une évaluation des enjeux dansles domaines spatial et économique ;

• Un point sur les aspects économiques, industrielset juridiques ;

• Des exemples vécus.

INTERVENANTS :Daniel CHAVARDES ; Francis COMBES, Eurocopter ; Jerôme DECORCHEMONT, Messier-Dowty et 3AF ; LouisLAIDET, 3AF ; Bertrand de MONTLUC, Cnes ; Xiaoman PANG, Avocate ; Jean-Paul PERRAIS, 3AF ; VincentPERRIN (DGTPE) ; Bradford SMITH, Alcatel ; Isabelle SOURBES-VERGER, CNRS ; Bernard ZAPPOLI, Cnes.

A’N

NO

NC

ES

16

N°4

AV

RIL

20

08

Editeur • Association Aéronautique et Astronautique de France3AF – 6, rue Galilée, 75016 ParisTél. : 01 56 64 12 30Fax : 01 56 64 12 31www.aaaf.asso.fr

Directeur de Publication• Michel SCHELLER

Rédacteur en chef• Khoa DANG-TRAN

Comité de rédaction• Michel de la BURGADE, Jean TENSI

RédactionTél. : 01 46 73 37 80Fax : 01 46 73 41 72E-mail : lettre@aaaf.asso.fr

Conception• Khoa DANG-TRAN, Sophie BOUGNON

Imprimerie• SB Imprimeurs

Réalisation• Sophie BOUGNON

Dépôt légal : 2ème trimestre 2008

Crédits Photos : Hélicoptères GUIMBAL, Supaero.

Ont notamment contribué à ce numéro : : Daniel BUCLET, Gérard FOURNIER, Paul KUENTZMANN,Paul LEMUHOT, Michel SCHELLER, Eric STEENBAKKER, Jean-Baptiste VALLART

ISSN 1767-0675 / Droit de reproduction,texte et illustrations réservés pour tous pays

ANN

ON

CES

LIV

RELES AUTEURSMarc GROZEL, capitaine de corvette, est spécia-liste du domaine DRONES à l’Etat-major de lamarine. Il participe en liaison avec l’armée deterre et l’armée de l’air à l’élaboration de nom-breux projets et études, mais également à denombreux essais et expérimentations de sys-tèmes en service ou au stade de démonstrateurs.

Geneviève MOULARD, consultante dans ledomaine aéronautique, collabore à divers articleset publications. Par son expérience du mondeindustriel de la Défense, elle apporte à cetouvrage sa vision et sa contribution pratique pourfaire de ce thème d’avant-garde un sujet de réfle-xion pour tous.

L’OUVRAGE

400 pages - 15 cm x 21 cm – Prix : 25 € TTC

ISBN 978 2 7025 1093 3

PRESENTATION

Cent ans après les débuts de l’aviation pilotée, les drones aériens, au entre de multiples innovationstechnologiques, arrivent à maturité.

Drones militaires, drones civile, ils se généralisent et deviennent incontournables pour la surveillancedans certains emplois civils, pour le renseignement et, dans une moindre proportion, pour le com-bat dans les forces armées.

Mais à part quelques spécialistes, que savons-nous de ce nouvel outil de puissance sur notre vie detous les jours et sur notre comportement ? Que sont ces mystérieux robots volants ? Quelles mis-sions ont « les yeux et le feu » du XXIème siècle ?

L’ouvrage donne une vision claire, factuelle et positive du sujet, tout en rappelant le cheminementhistorique induisant le besoin actuel. Il brosse le portrait des systèmes de drones par types, parfamilles, par pays, sans oublier leurs forces et leurs faiblesses, les expérimentations et leur emploiopérationnel. Les auteurs abordent le phénomène de société qu’ils provoquent avec leur éclairagepersonnel. La révélation du secret démystifie le vecteur aérien non piloté, nouvelle branche del’aéronautique.

UNE VISITE A LA BASE AERIENNE / BA 942 DU MONT VERDUN : UNE PRECISION DE LA REDACTIONDans l’article de M. Alain BOUDIER, « Une visite à la Base Aérienne BA 942 du Mont Verdun », paru dans le N°3-2008 de la Lettre3AF, une regrettable erreur de composition a entraîné l’omission du nom du Général de ROUSIERS, commandant du CNOA, dont lerôle a été déterminant dans la mise en œuvre opérationnelle de la base aérienne BA 942 du Mont Verdun pour répondre aux futursdéfis auxquels l’armée de l’air aura à faire face dans les prochaines années.