Si la Sarthe n’est pas une terre aéronautique, le développement d’avions plus verts impose pourtant d’y faire étape. L’expertise acoustique de l’écosystème du Mans attire en effet un poids lourds du secteur : Safran. Le motoriste et équipementier met à profit depuis 2020 le banc aéroacoustique de l’université du Mans. Un équipement de 50 mètres de long bardé de 192 haut-parleurs et de 120 micros qui reproduit les conditions de vol en termes écoulement d’air (800 km/h) et de bruit (150 dB).
« En présence d’un écoulement d’air, des mesures à l’amont et à l’aval d’un échantillon de matériau permettent de savoir comment celui-ci absorbe le bruit, détaille Thomas Humbert, ingénieur acousticien à l’université du Mans. On parvient à simuler le même champ sonore qu’un réacteur d’avion. » Des travaux de recherches qui s’effectuent dans le cadre d’une série de chaires industrielles – incluant le Laboratoire d'acoustique de l'université du Mans (Laum) – financées par l’ANR et Safran.
En quoi consistent ces essais ? Comme la vidéo ci-dessous le montre, il s’agit d’émettre des signaux sonores à des fréquences déterminées d’un côté de l’échantillon, et de les enregistrer de part et d’autre de la pièce testée. « En comparant le résultat avec une mesure de référence, on est alors capable de calculer l’énergie acoustique absorbée par l’échantillon, relate Joachim Golliard, ingénieur-chercheur acousticien au centre de transfert de technologie du Mans, qui opère l’équipement. Le résultat se présente sous la forme d’une courbe représentant l’énergie acoustique absorbée en fonction de la fréquence du signal incident. »
Les métamatériaux en lice
Pour Safran, cette veine aéroacoustique est un bijou technologique dont il ne peut se passer. En raisons des normes mais aussi des attentes sociétales, l’industriel est poussé à réduire les nuisances sonores de ses moteurs tout en s’évertuant à devoir réduire leur consommation en carburant. « Or il s’agit de deux enjeux contradictoires, car qui dit meilleure atténuation, dit plus d’encombrement et donc moins d’aérodynamique, résume Pierre Cottenceau, directeur technique chez Safran Nacelles. L’optimisation de l’aérodynamisme passe par une réduction des surfaces disponibles pour le traitement acoustique. Il faut donc mettre au point des solutions plus efficaces que celles d’aujourd’hui pour résoudre cette équation. »
Ces experts partent donc en quête de matériaux innovants capables de résoudre cette quadrature du cercle. En lice : les métamatériaux, capables d’absorber les fréquences basses. Il s’agit par exemple de pièces d’acier constituées de micro cavités de 4 cm² recouvertes d’une plaque vibrante de 1 micron d’épaisseur. Parme les autres pistes envisagées, Safran s’intéressent aux composites nid d’abeilles, fabriqués via l’impression 3D, à des composites à matrice céramique capables de résister aux hautes températures pour isoler les parties chaudes, ainsi qu’à des systèmes électromécaniques pilotables capables de contrecarrer les ondes acoustiques.
