Acoustique : premières mesures de bruit à l’intérieur d’un moteur d’hélicoptère

 

Pour la première fois, des scientifiques du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) ont réussi à effectuer des mesures de bruit au sein d’un moteur d’hélicoptère. Les chercheurs du département d’acoustique des moteurs de l’Institut de génie de la propulsion (Berlin) du DLR ont pour cela utilisé des sondes microphones à gaz chaud, spécialement conçues pour l’étude des processus responsables de la génération du son.

Actuellement, la réduction du bruit des hélicoptères repose en grande partie sur la nature, l’emplacement et le nombre de pales. Concernant leurs caractéristiques, d’importantes optimisations ont déjà été réalisées ces dernières années. L’étude des sources de bruit à l’intérieur du moteur n’était pas encore possible, en raison de l’absence d’une métrologie adaptée. “Le grand défi pour nous a d’abord été de mettre au point une technique de mesure pouvant résister aux conditions spécifiques à l’intérieur d’un moteur. Celles-ci regroupent de fortes pressions, des températures élevées, de fortes variations de température et un espace restreint pour l’installation de microphones”, explique M. Lars Enghardt, directeur du département d’acoustique des moteurs. “Grâce aux sondes et aux capteurs de température que nous avons développés, nous avons pour la première fois réussi à effectuer des tests acoustiques dans la zone de gaz chaud et ainsi mesurer acoustiquement un moteur d’hélicoptère ; on a constaté qu’il était possible de déterminer les principaux processus conduisant à la génération de bruit”, poursuit M. Enghardt.

La campagne de mesures a été lancée en janvier 2013 dans le cadre du projet TEENI (Turboshaft Engine Exhaust Noise Identification) [1], financé par l’Union européenne ; elle a lieu chez le fabricant de moteurs français Turbomeca, avec une forte participation du DLR.

Pour cette campagne, une série de microphones a été installée en différents endroits du moteur, à l’intérieur et dans la zone de rejet de celui-ci, chaque capteur recevant les signaux en même temps. Lorsqu’on compare les signaux obtenus des capteurs internes et externes les uns avec les autres, il en résulte une structure permettant de déduire les positions des sources sonores dans le moteur et l’intensité du bruit émis à l’air libre. Avec l’analyse du champ sonore, on peut montrer comment le son se propage et comment le bruit est généré.

La campagne de mesure du DLR chez Turbomeca, conclue avec succès, est un grand pas vers la mise au point d’un hélicoptère silencieux. “Le programme de mesures prévu a pu être entièrement exécuté, et toutes les sondes microphones utilisées se sont avérées fiables et ont fourni des données acoustiques de l’intérieur du moteur utiles”, a déclaré M. Karsten Knobloch, chef du projet TEENI au DLR. “Pour nous, c’est un énorme succès, étant donné que dans un moteur d’hélicoptère, il peut régner une température allant jusqu’à 1200 degrés Celsius et une pression de 12 bar. Pour des capteurs sensibles tels que des microphones, qui seuls permettent une analyse globale du champ sonore, ces conditions représentent un grand défi”. Ces mesures permettent en premier lieu de réfléchir à des mesures de réduction du bruit, telles que du design spécifique, et d’apporter des modifications structurelles sur le moteur.

Une analyse plus détaillée de l’interaction des différents composants est néanmoins nécessaire, et sera le thème d’un autre projet de l’Institut. En effet, un nouveau projet européen, dénommé RECORD (Research on Core Noise Reduction) [1], vient d’être lancé ; il est coordonné principalement par le département d’acoustique des moteurs du DLR. Il permettra l’étude expérimentale des mécanismes de génération de sons dans le coeur du moteur, le développement de méthodes de prévision et de simulation et la mise au point de mesures d’atténuation du bruit. Ce projet, d’une durée de trois ans, regroupe 19 partenaires européens, dont huit fabricants de moteurs leaders au niveau européens et sept universités.

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Les projets TEENI et RECORD sont tous deux associés au réseau thématique X-Noise, démarré en 1998 dans le cadre du FP6 et consacré à l’étude du bruit des avions. Ce réseau regroupe 29 partenaires de 21 pays, issus des milieux universitaires, industriels et de la recherche. Voir le site internet de ce réseau : http://www.xnoise.eu/home/
– Plus d’informations sur le projet TEENI (en anglais) : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/C0xww
– Plus d’informations sur le projet RECORD (en anglais) : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/fCURF
– Prof. Dr. Lars Enghardt, directeur du département d’acoustique des moteurs – Institut de technique de propulsion, DLR – tél. : +49 30 31 00 06 28 – email : lars.enghardt@dlr.de
– Dr.-Ing. Karsten Knobloch, chef du projet TEENI au DLR – Institut de technique de propulsion, DLR – tél. : +49 30 31 00 06 25 – email : karsten.knobloch@dlr.de

 

Sources :

“Lärmforschung im Hubschraubertriebwerk”, communiqué de presse du DLR – 14/03/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/vFzSh

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/