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Si 2009 fut une année plutôt morose en termes de prises de commandes, elle s’est malgré tout conclue sur une longue liste de premiers vols, parmi lesquels ceux des avions A400M (Airbus, Europe), 787 Dreamliner (Boeing, USA) et G650 (Gulfstream, USA) ou encore de l’hélicoptère EC175 (Eurocopter, Europe).

2010, annoncée au mieux comme une année de transition en termes de prises de commandes, continue sur la même lancée que fin 2009: ainsi, alors que le mois de janvier se termine, 3 appareils ont déjà fait leurs premiers vols. Il s’agit du premier fancraft AirMule (Urban Aeronautics, Israel), de l’avion de transport XC-2 (Kawasaki, Japon) et du chasseur de 5ème génération T50 PAK-FA (Sukhoi, Russie). D’autres appareils comme le Rapid 200-FC à pile à combustible (Europe) devraient également voler pour la première fois cette année. 2010 sera aussi une année très animée dans le spatial entre les premiers vols des lanceurs Vega (Europe, date indéterminée) et Falcon 9 (USA, mars 2010), le premier lancement du lanceur Soyouz (Russie) en Guyane (Europe, juillet) et la mise à la retraite des navettes spatiales américaines.

Cette longue liste non exhaustive d’évènements aéronautiques et spatiaux démontre, que crise ou pas, l’industrie aérospatiale ne relâche pas ses efforts pour être prête pour la reprise et poursuit la mise sur le marché de nouveaux produits innovants selon les plannings annoncés auparavant. 2010 devrait donc être une année de transition et, plus encore que les années passées, une année remplie de challenges techniques, économiques et industriels. 

Je vous présente mes meilleurs vœux pour 2010 et je vous souhaite toute la réussite possible dans vos projets.

Photo : dessin de Benoît Lonier.

Des avancées scientifiques apparues ces dernières années permettent d’envisager à court-moyen terme de pouvoir contrôler la matière à l’échelle du nanomètre pour fabriquer de nouveaux matériaux et objets aux propriétés étonnantes. Déjà plus de 1000 produits utilisant des nanotechnologies sont commercialisés, cela alors qu'elles restent méconnues auprès de la majorité du grand public. Suite au Grenelle de l’environnement, une commission particulière de débat public a été chargée d’organiser un débat pour informer et échanger avec le public au sujet des nanotechnologies prises au sens large. Le secteur aérospatial envisageant lui aussi d'utiliser cette nouvelle technologie, ce débat le concerne également.

 

Pour commencer, que veux t’on dire lorsque l’on parle de nanosciences et de nanotechnologies ? Un nanomètre représente un millionième de millimètre. Un objet de 1 nanomètre est ainsi 40000 fois plus petit que le diamètre d’un cheveu ou encore 500000 fois plus petit que l’épaisseur d’un trait de stylo. Les assemblages d’atomes ou de molécules ayant une dimension inférieure à 100 nanomètres (les virus mesurent 70nm env.) constituent les nanoparticules ou les nano-objets (aussi appelés nanoparticules élaborées, « engineered nanoparticles » en anglais) mis en œuvre par les nanotechnologies. Ces dernières regroupent également les techniques de fabrication et les instruments associés à la production de ces assemblages. Les nanosciences regroupent quant à elles les recherches visant à comprendre les phénomènes et les lois physiques mis en œuvre par les nanotechnologies.

 

L’intérêt d’utiliser les nanotechnologies provient du fait qu’à cette échelle, la matière présente des propriétés physiques et chimiques très différentes de celles qu’elle possède aux échelles microscopiques et macroscopiques. La résistance mécanique d’un nano-objet peut ainsi être fortement augmentée, de même que sa conductivité thermique et électrique. Sa capacité à s’associer avec d’autres atomes, d’autres molécules, peut être modifiée pour capter des polluants ou le transformer en un mini-réservoir d’énergie à haute densité. Le champ d’applications des nanotechnologies est donc très vaste. Le débat lancé par la CNDP a lieu alors que plus de 1000 produits de la vie courante utilisant des nanotechnologies ont été mis sur le marché. Ce débat s’intéresse entre autres :
« - aux nanosciences, aux nanotechnologies et à toutes leurs applications ;
- à leurs aspects scientifiques, techniques, industriels et économiques ;
- aux risques sanitaires qui peuvent en résulter pour les travailleurs, les consommateurs, le public en général ;
- aux risques pour l’environnement que peuvent générer les produits des nanotechnologies tout au long de leur cycle de vie ;
- à l’impact qu’elles peuvent avoir sur nos sociétés, en particulier en termes de développement durable;
- aux questions éthiques de diverses natures qu’elles soulèvent : protection des libertés individuelles, équilibres géopolitiques, limites de l’intervention sur le vivant… ;
- aux mécanismes de contrôle, régulation et gouvernance à mettre en place pour maîtriser leur développement. » [1].

 

Les utilisations en devenir des nanotechnologies dans les applications aérospatiales

 

Dans le secteur aérospatial, aucun produit utilisant des nanotechnologies n’est en service actuellement. Différentes études sont cependant en cours. Plusieurs d’entre elles, menées par des centres de recherche (LMI-CNRS, CEA, etc.), des industriels (Michelin, Airbus, Cilas, …) ou dans le cadre des pôles de compétitivité (Viameca) et d’autres institutions (DGA), ont été mentionnées lors des réunions qui ont déjà eu lieu. Celles-ci s’intéressent par exemple:

- aux procédés, notamment à la synthèse des nanomatériaux ou à la définition de solutions de recyclage.

- aux nanomatériaux eux-mêmes, comme les nanocarbones (nanotubes de carbone et fullerènes vraissemblablement). Les nanotubes de carbone sont prometteurs pour l’aéronautique et l’espace, qu’ils soient utilisés sous forme de dépôt, d’additif ou comme matériau à part entière. Ils possèdent ainsi des propriétés électriques (conductivité supérieure à celle du cuivre), thermiques (bonne résistance aux hautes températures), mécaniques (résistance évaluée à environ 100 fois plus que celle de l'acier pour un poids 6 fois moindre, à section équivalente [2]) très intéressantes ainsi qu’un comportement hydrophobe. Les fullerènes [3] sont pressentis quant à eux dans le stockage à haute densité de carburant (hydrogène [4]).

- aux applications; les nanocomposites pourraient par exemple être utilisés dans les aérostructures pour les alléger encore. Des nanotubes de carbone utilisés dans des pneus (comme additif) permettraient de réduire la résistance au roulement due aux pneumatiques, d’accroître leur durée de vie et d’augmenter leur adhérence (et donc la sécurité des utilisateurs). Des  nanolubrifiants seraient utilisés, à haute température, pour réduire les frottements dans les moteurs. Parmi les applications envisagées pour les nanotechnologies, il y a aussi le stockage d’énergie à haute densité (batteries plus performantes, réservoirs d’hydrogène résistant à de très fortes pressions tout en ayant une masse faible et un coût faible), la récupération de l’énergie thermique dissipée (par l’électronique embarquée, …) et celle de l’énergie des vibrations ou encore diverses utilisations (miniaturisation, intégration, …) dans les composants électroniques.

Pour Airbus (via M. Jean-Marc Thomas qui intervenait dans le cadre de ce débat), « Les nanotechnologies, on les retrouvera partout. J'ai parlé de matériau, de structure, de systèmes, de combustion, de carburants, on en retrouvera un peu partout, mais dans combien d'années ? (…) Aujourd'hui on travaille sur des perspectives qui intéresseront des avions au-delà de 2020. » [5] (il a dit plus tard que les nanotechnologies seraient prêtes en 2020). « Il faut comprendre le produit, le procédé, les aspects de sécurité et maîtriser l'ensemble du process. »[5] a t’il également affirmé ; ce qui nous amène aux risques liés aux nanotechnologies.

 

L’étude des risques liés aux nanotechnologies se fait –pour le moment– plutôt au niveau transverse. Les effets des nanotechnologies, notamment sur la santé humaine ou l’environnement (en cas de relarguage, etc.),  sont encore peu connus. Des études ont cependant donné de premières indications, indications qui restent à confirmer et/ou à quantifier. Des études sur les protocoles et les moyens de protection sont aussi en cours. En France, différents laboratoires (CNRS, CEA, INSERM, etc.) étudient l’impact sur l’environnement et la santé humaine des nanotubes de carbone et d’autres nanotechnologies. Des programmes européens ou bilatéraux s’intéressent également à ce sujet important (NanoSafe, NanoTox, …). Et si comme l'affirmait dès 2003 Vicki Colvin, directeur du CBEN [6], « la nanotechnologie a une occasion unique dans l’histoire de la technologie : elle pourrait être la première technologie de plate-forme qui introduit une culture du respect de l’environnement aussi tôt dans son cycle de développement », il y a là une autre première à ne pas rater.

 

Une technologie innovante avec un grand potentiel mais un ratio gain/inconvénient à préciser

 

Le marché des nanotechnologies devrait selon certaines estimations passer de 240Md$ en 2008 à 2600Md$ en 2014 (Lux Research, 2004), créer 10 millions d'emplois et stimuler la croissance mondiale dans les 10 à 15 prochaines années. Le potentiel et l’intérêt pratique des nanotechnologies nous semblent aujourd’hui évident, bien plus que les problèmes qu’elles pourraient engendrer. Le ratio gain/inconvénient reste donc à préciser pour chaque application. La France possède une bonne expertise dans les nanotechnologies : elle se classe 5ième en nombre de publications au niveau mondial et 6ième en nombre de brevets. Elle est ainsi en mesure de faire des choix en connaissance de cause. Si un moratoire semble être d’un intérêt très discutable (les nanotechnologies pourraient être développées dans d’autres pays et réexportées), la mise en place d’une réglementation contraignante pour protéger les professionnels, les consommateurs et l’environnement a déjà fait l’objet d’un consensus dans d’autres pays (Allemagne, …). Pour le moment, le site internet de ce débat public (un débat encore en cours je vous le rappelle) constitue une formidable base de connaissances sur les nanotechnologies, les acteurs actifs dans ce domaine et la perception comme les interrogations du grand public. Chacun a donc les moyens de se faire sa propre opinion.

 

[1] http://debatpublic-nano.org/index.html
[2] http://fr.wikipedia.org/wiki/Nanotube_de_carbone
[3] http://fr.wikipedia.org/wiki/Fuller%C3%A8ne
[4] http://graduateschool.paristech.fr/these.php?id=1729
[5] http://www.debatpublic-nano.org/_script/ntsp-document-fil...
[6] http://cben.rice.edu

 

Plus d’informations :

 

Le site du débat public « Nanosciences et nanotechnogies » :
http://debatpublic-nano.org/index.html

 

Un rapport du Dr. Angela Hullmann sur le potentiel économique des nanotechnologies (European Commission, DG Research, Unit “Nano S&T- Convergent Science and Technologies”) intitulé "The economic development of nanotechnology - An indicators based analysis"
ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/nanoar...

 

Un article du Monde sur les nanotechnologies vues sous différents aspects « Nanotechnologies : s’informer, s’exprimer… et après ? » :
http://www.lemonde.fr/technologies/article/2009/11/06/nan...

 

Article « Nanotechnologies : ce qui se vend. » :
http://www.internetactu.net/2009/10/06/nanotechnologies-c...

 

Une liste des produits actuellement commercialisés et qui contiennent des nanotechnologies :
http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/

 

Article « Panoramas des programmes et investissements en faveur des nanotechnologies » :
http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/pa...

 

 

Photo: Modélisation d'un nanotube de carbone bi-paroi (E. Flahaut).

Pour Sikorsky, Boeing, Kamov, Mil et peut-être également Eurocopter, l’avenir pourrait bien être aux hélicoptères rapides. C’est du moins ce que laisse penser leurs programmes respectifs. Explication.

Les utilisateurs d’hélicoptères réclament depuis toujours des machines plus rapides en croisière et avec de bonnes performances en vol stationnaire comme en phase de décollage/atterrissage. Les hélicoptères d’aujourd’hui sont limités à une vitesse de l’ordre de 130-170 kt, une vitesse au-delà de laquelle les pales du rotor principal décrochent. Cet état de fait s’était traduit par des études de configurations nouvelles dont seule celle des convertibles avait réussi à déboucher laborieusement sur un appareil opérationnel, le V22 Osprey. Les limites de cette configuration étant connues, il aura fallu l’arrivée à maturité de nouvelles technologies associée à une évolution favorable du marché pour que tous les constructeurs s’emparent à nouveau de ce sujet. Il existe aujourd’hui un consensus sur le fait qu’à l’échéance 2020 (on parle aussi de 2015 ou 2030), les hélicoptères n’auront plus grand-chose à voir avec ceux d’aujourd’hui; cependant, les avis divergent sur leur configuration.

Une même problématique mais des réponses différentes

Le premier constructeur à s’être lancé dans la course des hélicoptères rapides est sans doute aussi celui qui étudie le plus de concepts différents : disque rotor, quad tiltrotor ou encore VTDP sont évalués par Boeing, parfois associé à d’autres sociétés. L’un des plus prometteurs est le Vectored-Thrust Ducted Propeller (VTDP) pour lequel Boeing est associé à Piasecki Aircraft, une société qui a déjà fait voler un démonstrateur équipé d’un VTDP première génération. Dans ce concept, le rotor anticouple est remplacé par une hélice propulsive carénée orientable associée à une paire d’ailes, l’ensemble pouvant être monté en rétrofit. C’est d’ailleurs sur un BlackHawk modifié, le X49 SpeedHawk, qu’il vole depuis le 29 juin 2007. L’exploration du domaine de vol se poursuit mais des vitesses de l’ordre de 177 kt (327 km/h) avaient déjà été atteintes en 2007 (la vitesse maximale serait de 240kt / 444km/h).

Sikorsky travaille pour sa part sur une configuration radicalement différente : un double rotor coaxial et contro-rotatif est associé à une hélice propulsive pour atteindre des vitesses de 220 à 250 kt en croisière (407 à 463km/h). Son projet se base sur le XH59A du programme ABC de la NASA auquel est adjoint des nouvelles technologies comme les commandes de vol électriques ou les structures en matériaux composites. Un démonstrateur a été réalisé sur fond propre. Baptisé X2, il a fait son premier vol le 27 août 2008 et s’apprête selon son constructeur à ouvrir l’intégralité de son domaine de vol cette année.

Les constructeurs russes Mil et Kamov (tous deux appartenant à l’OPK Oboronprom) travaillent sur pas moins de 4 projets différents, tous présentés au salon MAKS 2007. Il s’agit des Ka-92 et Ka-90 pour Kamov ; le Ka 92 présente un double rotor principal contro-rotatif associé à une double hélice propulsive contro-rotative qui lui permettrait d’atteindre des vitesses de 227 à 243kt en croisière (227 à 450 km/h). Mil étudie pour sa part le Mi-X1 et le MRVK (une version non pilotée). Tous deux substituent au rotor anticouple classique une hélice carénée équipée de volets pour dévier le flux d’air en plus d’un système de contrôle du flux d’air au niveau de chaque pale du rotor principal. La vitesse atteindrait 257kt en croisière (475 km/h). Il est prévu qu’une seule de ces 4 configurations soit choisie à l’issue des essais en vol pour donner naissance à une machine opérationnelle.

Le dernier en date à être entré dans cette compétition serait l’actuel leader mondial du marché civil, Eurocopter. Bien que cela ait fait l’objet d’un démenti de sa part, Rolls Royce a fait état lors du salon Heliexpo qui vient de se terminer d’un projet de démonstrateur technologique d’hélicoptère rapide appelé X3 pour lequel il aurait été consulté. Selon Flight International et Air et Cosmos, la configuration du X3 (cf. dessin de gauche, dessin que l'on retrouve dans les 4 brevets liés à cette configuration) associerait un rotor principal, une paire d’ailes et deux hélices propulsives. Elle permettrait à l’appareil d’avoir une vitesse de croisière de 220kt (407km/h).

Encore beaucoup de points sont en suspens...

La bataille des hélicoptères rapides semble donc belle et bien lancée. L’intérêt stratégique de ces programmes pour les entreprises concernées ne fait aucun doute comme l’a montré Sikorsky en développant sur fonds propres son X2 et en démentant dans un premier temps l’existence d’un tel programme. D’un point de vue purement technique, toutes les configurations étudiées menacent les convertibles. Toutes possèdent un ou deux rotors en charge de la sustentation qui sont associés à une ou des hélices propulsives. Et dans chacune, la vitesse de rotation des rotors principaux est réduite à haute vitesse (d'avancement). Leurs similitudes s'arrêtent cependant là. Car la profusion de configurations et les ressources investies donne une idée du travail restant à faire : coûts, niveaux sonores et vibratoires, performances aérodynamiques, consommation font parti des aspects à étudier de près et à comparer. Ces nouvelles machines promettent donc d’or et déjà de superbes challenges et pourraient bien permettre à une nouvelle génération d’ouvriers, de techniciens et d’ingénieurs hélicoptéristes de créer enfin quelque chose de véritablement nouveau. Pour ma part, je vous invite à revenir sur mon blog dans quelques temps pour découvrir mes prochains billets sur ces engins d’un nouveau genre.

Photos (de haut en bas): Ka 90 (С. Аминова), X49 SpeedHawk (inconnu), X2 (Sikorsky), Ka 92 -au premier plan- & Mi X1 -en arrière plan- (inconnu) et X3 (Eurocopter).

Le Superjet 100 a effectué son premier vol le 19 mai dernier à 10h00 (8h00, heure de Paris) à Komsomolsk-sur-Amour avec aux commandes le chef pilote d'essai de Sukhoï, Alexander Yablontsev, et le pilote d'essai Leonid Chikunov.


Le Superjet 100 (MSN 95001) a décollé pour la première fois le 19 mai 2008 à 10h00 (8h00, heure de Paris) de Komsomolsk-sur-Amour (Extrême-Orient russe). Les deux pilotes d’essais - Alexander Yablontsev (pilote) et Leonid Chikunov (copilote) – ont réalisé un vol de 1h 5 minutes durant lequel ils ont atteint l’altitude maximale de 1200 mètres.

Dans sa version SSJ100-95 (la seule commandée à ce jour), le Superjet 100 mesure 29,828 mètres de long pour 10,283 mètres de hauteur et 27,8 mètres d’envergure. Il est capable d’emporter 98 passagers à une vitesse de croisière de Mach 0,78 sur 2950km (4420km dans sa version à long rayon d’action) et à une altitude maximale de 12500m. Il est propulsé par deux turboréacteurs PowerJet SaM146 (SNECMA, France / NPO Saturn, Russie) montés sous les ailes et délivrant une poussée unitaire comprise entre 62kN et 71kN. Le développement de l’appareil a coûté 1,4Md$ et totalise jusqu’à présent un retard de 5 mois, retard semble t’il lié à des difficultés au niveau de l’intégration de certains équipements.


Le Superjet 100 est le premier appareil de transport de passagers construit par un constructeur russe depuis la chute de l’Union soviétique. Symbole d’une aéronautique civile russe sur la voie de la renaissance, Le Superjet est développé par la Sukhoï Civil Aircraft Company (SCAC), une entreprise détenue par Sukhoï (75%) et Alenia (groupe Finmeccanica, Italie). Les tronçons avant (F1) et arrière (F5), la dérive et le stabilisateur horizontal sont fabriqués par Novosibirsk Aircraft Production Association (NAPO, Russie). Komsomolsk-on-Amur Aircraft Production Association (KnAAPO, Russie) est en charge des autres tronçons du fuselage (tronçons F2, F3 et F4) et des ailes. Pour ce qui est des équipements, on peut citer par exemple l’avionique qui est réalisée par Thales (Europe), les commandes de vol par le Voscod Design Centre (Russie) et Liebherr Aerospace (Toulouse, France), le système de contrôle et de conditionnement de l’air par Liebherr Aerospace ou encore le système carburant par Intertechnique (France). L’assemblage final est réalisé par la Sukhoï Civil Aircraft Company (SCAC) à Komsomolsk-sur-Amour (Russie), soit à plus de 6000 km du bureau d’études de Sukhoï situé dans la banlieue de Moscou. Un centre de livraison a également été mis en place juste à coté. Un autre le sera à Venise (Italie) pour les clients occidentaux.

Le client de lancement est la compagnie russe Aeroflot ; elle devrait recevoir son premier appareil début 2009. Le SuperJet totalise à ce jour 73 commandes issues de 6 compagnies pour un prix catalogue estimé entre 25 et 29 millions de dollars. Sukhoï espère vendre 800 exemplaires de son Superjet d’ici à 2024, dont 300 en Russie (en remplacement des Tu-134 et des Yak-42 entre autre) et 500 auprès de compagnies occidentales. La cadence de production devrait atteindre 60 à 70 avions par an d'ici 2010 selon Sukhoï.Le SuperJet devra cependant faire face à la fois à des concurrents bien établis comme les Embraer 175/190/195 ou les CRJ 700/900/1000 de Bombardier et également à d’autres challengers comme les ARJ21 chinois.


Plus d’informations :

Le site de Sukhoï Civil Aircraft Company (SCAC) :
http://sukhoi.superjet100.com/

Photos : SCAC. En haut: Superjet 100 lors de sa présentation au publique. Au milieu: premier décollage d'un Superjet 100. En bas, de gauche à droite, de haut en bas: vue du tronçon avant (F1), vue des tronçons F4 et F5 (arrière), vue du tronçon central (F3), vue du fuselage utilisé pour les essais statiques (MSN95002), lequel est le premier fuselage fabriqué.