Réduction du risque d’impact de foudre sur les avions

2 avril 2018, 12:08
Impacts de foudre. Illustration : Edward Aspera / United States Air Force
Impacts de foudre. Illustration : Edward Aspera / United States Air Force
Selon des experts de l'aéronautique, un avion commercial subit au moins un impact de foudre (ou éclair) par an. Environ 90 % de ces impacts sont déclenchés par l'avion lui-même : en cas d'orage, la carlingue conductrice d'un avion peut agir comme un paratonnerre et déclencher une décharge qui peut s'avérer dangereuse pour l'avion et ses systèmes électroniques de bord.

Pour réduire le risque d'impact de foudre, les avions contournent les régions où l'atmosphère est trop orageuse. Les ingénieurs du MIT proposent aujourd'hui une nouvelle méthode pour réduire ce risque pour les avions : un système installé à bord protège l'avion en le chargeant électriquement. Cela peut sembler paradoxal à première vue, mais les simulations ont montré que l'on pouvait notablement réduire le nombre de décharges en portant l'avion à un potentiel électrique convenable.

Contrer le potentiel par un potentiel

Quand un avion vole dans un champ électrique ambiant, son potentiel extérieur est normalement en équilibre. Cependant, si le champ électrique externe a un très fort gradient, l'avion se polarise et une extrémité devient positive tandis que l'autre devient négative. Si cette polarisation est suffisament forte, un plasma peut se former. Très conducteur, ce plasma fait naître une décharge qui à son tour sert de précurseur et peut induire une décharge de foudre.

Les chercheurs proposent de charger l'avion négativement de manière temporaire pour amortir l'extrémité qui se charge positivement et ainsi l'empêcher d'atteindre le niveau critique nécessaire pour déclencher la décharge de foudre. Les modèles développés par les chercheurs montrent que cette méthode fonctionne en théorie.

Principe

L'équipe de Manuel Martinez-Sanchez, professeur émérite, et de Carmen Guerra-Garcia, professeur assistante, projette maintenant d'équiper un avion d'un système automatisé composé de capteurs et d'actionneurs dotés de petites alimentations. Les capteurs surveilleraient le champ électrique environnant pour voir si un précurseur (décharge de plasma) pourrait se déclencher et les actionneurs polariseraient l'avion dans le sens voulu pour s'y opposer. Une telle production des charges statiques ne nécessite pas plus d'énergie qu'une simple lampe à incandescence.

Quelques faits à connaître sur les éclairs : les décharges sont inoffensives pour les passagers car la carlingue métallique fait cage de Faraday. On peut tout au plus voir des flashs lumineux ou entendre des claquements bruyants. Mais un avion touché par la foudre doit presque toujours faire l'objet d'un contrôle de sécurité, ce qui peut retarder le vol suivant. Les compagnies aériennes redoutent cette éventualité ainsi que les dommages potentiels qui peuvent être onéreux à réparer.
 
Source : MIT News
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