Un gros plan de la surface de la voilure de la NACA prise d'en haut. Il a été fonctionnalisé à l'aide de DLIP. Crédit :Airbus
La glace sur les surfaces d'un avion peut être un danger. Il augmente la traînée et la consommation de carburant, perturbe les flux aérodynamiques, et diminue la portance, ce qui nuit à la capacité de l'avion à voler en toute sécurité. Chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la technologie des matériaux et des faisceaux IWS, Airbus et TU Dresden ont développé un procédé laser qui répond à deux besoins en un seul acte. D'une part, la glace accumulée tombe d'elle-même et d'autre part, elle prend moins de chaleur pour dégivrer les surfaces. Le motif d'interférence laser direct permet aux surfaces d'être structurées de manière à repousser efficacement la glace.
La formation de glace présente un risque pour la sécurité des aéronefs. Une fine couche de givre se dépose sur les ailes ou d'autres points névralgiques tels que la queue peut nuire à l'aérodynamisme de l'avion. La portance peut diminuer et la traînée augmenter. La glace s'accumulant sur les sondes et les capteurs peut compromettre les mesures de la vitesse de l'air qui sont essentielles à la sécurité en vol. C'est pourquoi la neige et la glace doivent être débarrassées des avions avant leur décollage. Par terre, cette tâche incombe à des véhicules spéciaux qui pulvérisent des agents chimiques sur toutes les surfaces vulnérables. Ces antigels servent également à empêcher la formation de glace. Cependant, les fluides de ce type sont nocifs pour l'environnement et coûteux. De plus, une quantité substantielle (400 à 600 litres) est nécessaire pour dégivrer un avion. Les avions aéroportés doivent également être protégés contre ce péril glacial. Dans la plupart des cas, les systèmes de protection contre la glace tels que les éléments chauffants sont facilités à bord pour faire le travail. Le grand inconvénient de ces appareils de chauffage est qu'ils augmentent la consommation de carburant.
Écologiquement durable
En utilisant une technologie connue sous le nom de Direct Laser Interference Patterning (DLIP), une équipe de recherche de Fraunhofer IWS a collaboré étroitement avec les partenaires du projet Airbus et TU Dresden pour développer un processus permettant des, des structures de surface sinueuses à créer à l'échelle micronique et submicronique pour diminuer l'accumulation de glace et accélérer le dégivrage. (Plus d'informations sur la technologie DLIP dans l'encadré ci-dessous). Ce qui distingue ce processus, c'est que les chercheurs ont combiné le DLIP avec des lasers à impulsions ultra-courtes pour créer plusieurs niveaux, Microstructures 3D sur profils d'aile en une seule étape.
Par conséquent, une partie de la glace perd tout simplement son adhérence, selon les conditions dans lesquelles il a gelé, et se détache spontanément après avoir atteint une certaine épaisseur. Aussi, le dégivrage technique nécessite 20 % d'énergie de chauffage en moins. D'autres avantages du nouveau procédé sont qu'il réduit potentiellement la quantité requise d'agents de dégivrage nocifs pour l'environnement et le temps que les passagers passent à attendre que l'avion soit dégivré. Il en va de même pour la puissance en vol et la consommation de carburant. Il peut même réduire le poids de l'avion si des unités de chauffage plus petites sont installées. Cette combinaison de ces deux effets n'a pas encore été réalisée avec les technologies conventionnelles.
