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Le biomimétisme dans l’ingénierie aéronautique : quand les ingénieurs s’inspirent de la nature




Machine volante de Léonard de Vinci, Source : FUTURA Science

Depuis bien longtemps, l’homme envie la liberté que possèdent les oiseaux de pouvoir voler. Certains esprits inventifs ont tenté de réaliser leur rêve en essayant de reproduire les ailes des oiseaux. Mais aucun des projets entrepris n’a eu le résultat attendu car tous se sont heurtés à un obstacle majeur : comment reproduire la complexité de l’œuvre de la nature ?  

Au fil des siècles, les hommes ont aspiré à se détacher de cette idée de copie conforme des oiseaux afin de découvrir leur propre manière de voler tout en continuant d’utiliser les principes précédemment découverts.  Mais depuis quelques années, les ingénieurs semblent revenir aux sources en s’inspirant à nouveau de la nature mais pour cette fois-ci améliorer les performances des avions ou encore pour les rendre plus respectueux de l’environnement. 



En effet, beaucoup d’ingénieurs se sont penchés sur le sujet du biomimétisme au service de la nature : s’inspirer de la nature pour la préserver.  

Dans cette idée-là, de nombreux projets ont été lancés par différents instigateurs, dont l’un des géants de l’industrie aéronautique, Airbus. En 2017, l’entreprise a mené beaucoup de projets dans ce sens. Cette année-là, vole pour la première fois l’Airbus AlbatrossONE, un modèle réduit télécommandé dont la pointe des ailes est recourbée à la manière de celles d’un albatros. L’objectif des ingénieurs avec cet avion est d’améliorer la stabilité de l’avion en permettant à celui-ci de mieux maitriser le vent. Par la même occasion, la trainée s’en retrouverait réduite conduisant à une baisse significative de la consommation de carburant.  


Deux ans plus tard, à quelques mois seulement d’écart, deux nouveaux projets de l’entreprise sont présentés au public. 

Modèle Airbus Bird of Prey, Source : Airbus

En juillet 2019, lors du salonRoyal International Air Tattoo au Royaume-Uni, ils dévoilent leur nouvel avion concept, le Airbus Bird of Prey. Ce dernier, s’inspirant de la mécanique de vol des aigles, disposerait sur les ailes et la queue de « plumes » commandées individuellement afin de fournir un contrôle actif du vol. L’entreprise le qualifie également « d’avion hybride électrique à turbo-hélices » car il est pourvu d’un système de propulsion haute technologie, notamment quatre turbopropulseurs, ce qui permettrait de réduire la consommation de 30 à 50%. 


Seulement quatre mois plus tard, en novembre 2019, Airbus lance le Projet Fello’fly en partenariat avec d’autres compagnies telles que SAS Scandinavian Airlines et French Bee. Il consiste à reproduire le vol en V des oiseaux migrateurs afin de diminuer la consommation de carburant ainsi que les émissions de CO2. Mais ce n’est qu’en novembre 2021, soit deux ans plus tard, que le projet se concrétise. Airbus propose un vol test avec deux de ses avions pour une traversée de l’Atlantique. Un premier avion décolle, suivi d’un deuxième qui vient se placer dans le courant ascendant du sillage du précédent, à trois kilomètres de distance. Cette formation de vol permet de réduire la poussée du moteur et par conséquent l’utilisation de carburant. Plus de six tonnes d’émissions de CO2 ont été économisées sur le vol, soit entre cinq et dix pourcents pour les vols long-courriers. Airbus attend encore d’obtenir le soutien des autorités pour que ce nouveau concept opérationnel puisse être certifié et utilisé par les compagnies. 

 


Film AeroShark, Source : Lufthansa Group

Mais si toutes les propositions de Airbus sont encore au stade de projets, ce n’est pas le cas pour tout le monde. En effet, depuis 2019, Lufthansa Technik, leader mondial de la maintenance, réparation et opération (MRO) aéronautique, développe avec BASF, un nouveau produit. Il s’agit d’AeroShark, un revêtement inspiré de la peau d’un requin qui n’est pas lisse mais recouverte de rainures microscopiques. Celui-ci est un film de surface « composé de " riblets ", des nervures microscopiques qui permettent de réduire la trainée tout en augmentant la flottabilité. Il a pour objectif d'optimiser l'aérodynamique des avions afin de réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2 » [1]. AeroShark est certifié par l'Agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) et la Federal Aviation Authority (FAA) et peut actuellement être appliqué sur 40% de la surface de l’avion. Peu sont encore les avions qui sont dotés de ce dispositif, seulement onze avions Boeing 777F de la compagnie Lufthansa Cargo et douze 777-300ER de la Swiss International Air Lines (SWISS). Mais Lufthansa prévoit d’étendre son utilisation à l’ensemble de la compagnie et estime, pour 100 % de leurs avions équipés, une économie de 25 000 tonnes de CO2 par an. Aeroshark est toujours en innovation et on espère pouvoir prochainement étendre les zones de surfaces applicables. 

 


Grâce à la nature, les ingénieurs parviennent à réduire leur impact sur l’environnement. Bien que celui-ci reste important, l’esprit toujours plus inventif des ingénieurs nous donne l’espoir que dans un futur plus ou moins proche, il puisse devenir presque inexistant. Un jour peut-être. 

 

 


 

Sources : 

Webographie : 

Sites internet : 

Site FUTURA SCIENCES, « Un revêtement d’avion imitant la peau de requin » 

 

Blog private jet finder, « Le biomimétisme, nouvelle frontière de l’aviation ? » 

 

Site Air journal, « Futur de l’aviation : l’oiseau de proie selon Airbus » 

 

Site Air journal, « Airbus et les avions migrateurs » 

 

 


[1] « Un revêtement d’avion imitant la peau de requin », FUTURA Science, consulté le 24 octobre 2023.



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