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 Écoulements internes en fonctionnement stabilisé ou transitoire

La caractérisation des fonctionnements stabilisés hors adaptation et transitoires permet d’en maîtriser les effets afin de garantir la sûreté d’opération tout en augmentant éventuellement le domaine d’opérabilité. Elle est opérée aussi bien sur l’élément (roue aubée isolée) que sur le système (turboréacteur) à travers l’analyse des performances et de l’écoulement interne.
 Travaux sur les démarrages rapides de pompe
 Travaux sur les transitoires de turboréacteur
 Travaux sur le fonctionnement éolien (fan et turboréacteur)

 Variabilités de cycle thermodynamique Turbomachines

L’optimisation des architectures propulsives conventionnelles actuelles (turbofan et turboshaft) fait l’objet de nombreuses études académiques et industrielles. Ces études visent à répondre aux objectifs fixés par l’ACARE (Advisory Council for Aeronautics Research in Europe). Certaines études actuelles d’optimisation d’architectures portent sur des « variabilités de cycle » dans lesquelles un ou plusieurs éléments du cycle thermodynamique, avec le composant associé, offrent un degré de liberté complémentaire géométrique ou aérodynamique, permettant à ce composant une meilleure adaptation aux conditions de vol qui lui sont imposées. Je suis en charge sur ce thème de deux projets européens, E-Break et ENOVAL, qui consistent à caractériser par modélisation 1D les performances de turbofan et turboshaft équipés de variabilités.
 Travaux dans E-break
 Travaux dans ENOVAL

 Architectures propulsives innovantes

Ce thème a pour but objectif de réfléchir sur de nouveaux systèmes de propulsion aéronautique en exploitant les concepts d’hybridation et de distribution de la propulsion.

1. Propulsion Electrique

   

   Une thèse en collaboration avec Safran s’est soutenue en 2020 sur ce sujet. Elle a eu pour objectif de déterminer et de caractériser expérimentalement le propulseur le mieux adapté à une source de puissance électrique pour un aéronef type taxi urbain. Un prototype de rotor caréné et faiblement chargé a été développé au DAEP et testé dans la soufflerie de l’ISAE.
   La suite de ce projet sera financé par la région Occitanie (2021-2024) afin de caractériser les performances et l’aérodynamique d’un tel système soumis à des perturbations d’écoulements (couches limites, interaction rotor/rotor, vent latéral, ingestion de tourbillon).

2. Propulsion Distribuée

   

   Un prototype de propulsion distribuée multifan a été breveté (collaboration Safran), développé et testé dans la soufflerie de l’ISAE en 2021. Le concept est étudié dans le cadre d’une thèse avec Safran (2018-2021) avec pour objectif l’analyse aéropropulsive du multifan en interaction avec la voilure.
   

 Analyse exergétique

L’analyse exergétique est très prometteuse pour de lever certaines barrières bloquantes à l’analyse des systèmes couplés ie dans le cas où les l’aérodynamique des moteurs est en interaction avec celle du fuselage et/ou de la voilure.
Cette thématique initiée à l’ISAE en 2018 a permis le développement du logiciel libre "epsilon" dédié à l’aérodynamique externe. Depuis, le DAEP reçoit le soutien des industriels tels que Safran mais aussi de l’Etat, de la région Occitanie et de la DGA.
Trois thèses sont en cours sur le sujet avec pour objectifs de développer le concept mais aussi de l’appliquer sur des cas concrets tels que le multifan, ou le drone Mermoz.