C'est la jolie histoire du jour. Comment une étudiante du Massachussets Institute of technology (le fameux MIT, aux Etats-Unis) a mis au point une solution simple permettant de réduire les émissions de CO2 et la pollution sonore des avions de ligne ? Grâce au concept de "décélération retardée", une procédure de vol développée par Jacqueline Thomas dans le cadre de sa thèse portant sur la "modélisation des performances et du bruit des procédures opérationnelles avancées pour les avions actuels et futurs".
Jacqueline Thomas peut se prévaloir d'un brillant parcours universitaire : un master de science au département d'ingénierie aérospatiale, aéronautique et astronautique du MIT, suivi d'un doctorat dans la prestigieuse université américaine. En 2017, cette étudiante de troisième cycle formule un cadre de calcul qui analyse le bruit des avions et mesure l'impact des modifications de la procédure de vol opérationnelle. Elle évalue ainsi la manière dont le bruit est généré par les appareils lors des phases d'accélération ou de décélération.
Le concept de "décélération retardée"
Jacqueline Thomas travaille à la modélisation de son concept depuis 2016. En 2019, elle a la brillante idée de traiter du problème en l'abordant sous la forme d'un système intégré. "Dès qu'un avion est construit, il est difficile de changer sa fonction. Il produira du bruit quel que soit son état. J'ai choisi d'aborder le problème comme un système intégré - si vous pouvez changer l'entrée, vous pouvez changer la sortie. En d'autres termes, si vous ne pouvez pas changer l'avion lui-même (la fonction), vous pouvez changer la façon dont il est piloté (les entrées)".
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Partant de ce principe, elle propose de modifier la procédure de vol lors de la phase d'atterrissage, moment où un avion génère le plus de bruit. Son idée est simple : conserver le plus longtemps possible l'appareil en condition de vol opérationnel et retarder le déclenchement des procédures d'atterrissage.
"Une nouvelle procédure de vol où l'avion reste en configuration propre aussi longtemps que possible pendant l'approche, ce qui signifie que les volets, les becs de bord d'attaque et le train d'atterrissage restent rétractés", explique-t-elle. "Lorsque l'avion a une configuration propre, il est plus aérodynamique, ce qui crée moins de traînée et permet de réduire la puissance des moteurs. En conséquence, l'avion consomme moins de carburant, ce qui réduit les émissions de carbone et génère moins de bruit." Brillant, non ?
Cerise sur le gâteau, la "décélération retardée" ne nécessite aucune modification des appareils et donc aucun investissement. Une solution gratuite qui a rapidement intéressé le géant de l'aéronautique américain, Boeing.
Un concept sélectionné par le programme ecoD de Boeing
L'année dernière, son projet est retenu par Boeing dans le cadre de son programme ecoDemonstrator (ecoD), un accélérateur d'innovations. EcoD offre la possibilité aux chercheurs de proposer des solutions améliorant les performances et la sécurité des avions. Le programme bénéficie de procédures accélérées, permettant de passer rapidement à la phase de tests.
Le 21 novembre 2019, son concept est testé sur un vol reliant Francfort (Allemagne) à Atlantic City (Etats-Unis). Jacqueline Thomas retient son souffle alors que le Boeing 777 se pose sur la piste. "Mon conseiller John n'arrêtait pas de demander si l'avion faisait ce que j'attendais, et c'était le cas ! Même si je l'avais prédit, c'était quand même surprenant. Je savais que la science était solide, je savais que les mathématiques étaient solides, mais quand tout se passe comme prévu et que vous le voyez de vos propres yeux, c'est toujours surréaliste."
L'étudiante travaille désormais à affiner son modèle et espère en faire une procédure de vol standard prochainement. Quoiqu'il en soit, cette réussite lui aura permis de passer avec brio sa soutenance de thèse, et de s'envoler pour Irvine en Californie où elle enseigne l'ingénierie aéronautique.
Une vidéo où Jacqueline Thomas explique (en anglais) son concept :
