La plus grande soufflerie du monde est française ! Zoom sur la S1MA de l’ONERA

Que ce soit par des simulations informatiques ou grâce à des tests en conditions réelles, toutes les nouvelles technologies et les nouveaux systèmes doivent au cours de leur développement passer par la validation de leur modèle avant que les maquettes à taille réelle ne soient construites. Dans le monde aéronautique et spatial, il est quasiment systématique d’avoir recours à un test en soufflerie afin de pouvoir certifier la sécurité du système développé. C’est dans cet objectif qu’a été construit après la Seconde Guerre mondiale la soufflerie S1MA de l’Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales (ONERA) à Modane en Savoie.

Les infrastructures de la soufflerie sont en réalité autrichiennes. En effet, l’Allemagne nazie avait une grande avance technologique en aéronautique grâce à un important investissement dans la recherche. Cette soufflerie en était une des conséquences. Dès la fin de la Guerre elle a été démontée, puis transportée depuis Ötztal, en Autriche, jusqu’à son emplacement actuel en moins de 6 mois. Cela représentait alors environ 4000 tonnes de matériel. Arrivée en France, les travaux de reconstruction démarrèrent en 1948 pour une mise en service en 1952.

Une soufflerie aux caractéristiques à couper le souffle !

D’une puissance totale de 90 Mégawatts grâce à ses deux énormes ventilateurs contrarotatifs de quinze mètres de diamètre, la S1MA, ou cathédrale des vents, est la plus puissante des douze souffleries que compte l’ONERA mais est surtout la plus puissante du monde. Ainsi, peuvent s’y côtoyer les maquettes d’Airbus A380, de Boeing B777, de Falcon ou encore de missiles. Ses pâles de sept mètres de longueur permettent de brasser jusqu’à dix tonnes d’air à la seconde.

Cette soufflerie est dite « continue » car en circuit fermé. Elle est ainsi d’une longueur de 400 mètres pour un diamètre atteignant au maximum vingt-quatre mètres. Afin que l’air puisse atteindre la vitesse du son (Mach 1, environ 1200 km/h) dans la section d’essai, ou veine, celle-ci ne mesure « que » huit mètres de diamètres sur quatorze mètres de long. Ses dimensions lui permettent de pouvoir accueillir des maquettes à l’échelle entre 1/18ème et 1/15ème et jusqu’à 1/7ème pour les avions d’affaires et taille réelle pour les missiles. L’une des particularités de cette veine est qu’elle est interchangeable. Ainsi il existe plusieurs exemplaires de la veine, ce qui permet de ne pas monopoliser les installations pendant la durée d’installation d’une expérience.

Un vent supersonique

Les deux ventilateurs de quinze mètres de diamètre, de douze et dix pales, pesant chacune une tonne, permettent de faire atteindre au courant d’air la vitesse du son dans la veine. Grâce à leurs caractéristiques hors normes, ils sont capables de passer de 0 à 0,8 Mach en l’espace de trois minutes. Un avion de ligne volant en général entre 0,7 et 0,8 Mach, cela permet d’atteindre les conditions idéales du test en très peu de temps. Cette performance est en grande partie permise grâce au fait que la soufflerie est en circuit fermé. Ainsi, l’air arrivant aux ventilateurs a déjà une vitesse, ce qui est énergétiquement très économe.

Un courant d'air vert

La soufflerie utilise l’énergie hydraulique pour s’alimenter. A l’époque de sa construction les technologies ne permettaient pas encore de faire tourner des ventilateurs à régime variable grâce à des moteurs électriques. C’est pour cette raison que des barrages ont été construits non loin de la soufflerie. Ainsi, après avoir parcouru dans une conduite un dénivelé de plus de 840 mètres, l’eau de ces barrages se retrouve projeter contre les godets des roues entrainant les deux ventilateurs et fournie cette puissance de 90 Mégawatts.

Pour donner un ordre d’idée, cette puissance représentait en 2014 l’équivalent d’1/1000ème de la puissance totale d’EDF en France.

Bien qu’étant la plus puissante du monde, cela n’empêche pas à cette cathédrale des vents d’être l’une des plus énergétiquement propres.

Un second souffle

En 2009, l’ONERA – Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales – a alerté sur le risque important d’effondrement des installations. En effet, elle a constaté un enfoncement d’une dizaine de centimètre dans le sol dû à l’érosion souterraine. C’est donc entre 2015 et 2018 que des travaux importants de consolidation ont été réalisés, pour un budget de vingt millions d’euros.

Ces travaux réalisés, depuis 2019 la S1MA bénéficie de travaux de modernisation afin d’augmenter ses capacités d’essais et de mesures. Les pâles ont également été remplacées. Bien qu’en travaux, la soufflerie continue de fonctionner normalement grâce à un emploi du temps bien respecté. Elle a ainsi encore de beaux jours devant elle !