L'Université de Sherbrooke se lance en quête de l'avion silencieux. Par de nouvelles recherches en acoustique appliquée à l'aviation, trois professeurs de la Faculté de génie veulent réduire le bruit interne et externe des aéronefs. Un programme de recherche ambitieux, qui ne se retrouve nulle part ailleurs au Canada.

Cette chaire de recherche novatrice bénéficie d'un investissement de 2,5 M$ sur cinq ans, grâce à la participation du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada. L'UdeS compte également sur l'appui financier et la collaboration incontestable de trois leaders de l'industrie de l'aéronautique : Bombardier, Pratt & Whitney Canada et Bell Helicopter Textron Canada. Lors de l'annonce, un soutien financier de la Fondation canadienne de l'innovation de 1,6 M$ a également été confirmé ainsi qu'un montant de 1,6 M$ en provenance du gouvernement du Québec (Ministère de l'Éducation, du Loisirs et du Sport).

Le bruit, un problème croissant

Les gens qui demeurent près d'un aéroport subissent les nuisances du trafic aérien avec ses impacts sonores parfois insupportables. «Dans une conjoncture d'augmentation du trafic aérien et de capacité croissante des appareils, il est nécessaire de réduire l'impact sonore des avions sur la communauté», explique Alain Berry, l'un des cotitulaires de la Chaire CRSNG-Industries en acoustique appliquée à l'aviation de l'UdeS qui a été lancée le 2 octobre.

L'objectif principal des trois titulaires de la Chaire, Alain Berry, Noureddine Atalla et Stéphane Moreau, professeurs à la Faculté de génie, est de développer des connaissances originales et des innovations technologiques permettant de réduire le bruit des avions et des hélicoptères tout en améliorant leur confort acoustique.

«Le niveau du bruit en cabine est considéré comme l'un des plus importants facteurs de perception du confort dans les avions et les hélicoptères», souligne Noureddine Atalla. Son collègue, Stéphane Moreau, ajoute : «Il sera exacerbé dans l'avenir par des vols de plus longue durée et des structures plus légères en composite.»

Une science complexe et des besoins en innovation

Afin de réduire le bruit dans les avions, les chercheurs devront identifier les sources de pollution sonore et déterminer comment elles se propagent. Ces sources sont de deux types : aériennes (l'aéroacoustique) ou créées par les écoulements autour et dans l'avion, et solidiennes ou créées par les vibrations dans les structures de l'avion (la vibroacoustique).

Ces deux disciplines révèlent parfois des phénomènes contre-intuitifs. «Une vibration élevée n'engendre pas nécessairement une source tonitruante de bruit», comme l'explique Alain Berry, professeur au Département de génie mécanique et membre du Groupe d'acoustique de l'UdeS (GAUS).

Applications concrètes dans le monde de l'aéronautique

De façon spécifique, la Chaire CRSNG-Industries en acoustique appliquée à l'aviation développera des outils de prédiction vibroacoustique et aéroacoustique dédiés à l'aéronautique, à l'échelle des sources (moteurs, nacelle, train d'atterrissage, écoulements d'air et turbulence), des matériaux (traitements phoniques et amortissants), des composantes structurales (panneaux de fuselage, vitrage, portes) et à l'aéronef dans son ensemble.

Il va de soi que l'on doit intégrer la simulation et la prédiction des phénomènes vibroacoustiques et aéroacoustiques à la conception des aéronefs afin de réduire la pollution sonore. En conséquence, il est nécessaire de créer des outils pour cette industrie afin d'identifier le bruit depuis sa source jusqu'à sa perception par l'oreille humaine.

D'autre part, des technologies innovantes de réduction du bruit et des vibrations doivent être déployées, comme de nouveaux matériaux qui absorbent le son, de nouvelles configurations de la structure de l'appareil et la réduction active de bruit. Cette dernière approche consiste à superposer au bruit indésirable un bruit soigneusement contrôlé de même amplitude et en opposition de phase, pour créer le silence.

L'infrastructure de recherche

Les titulaires de la Chaire bénéficieront d'une infrastructure de recherche de calibre international pour la simulation et la mise en œuvre de nouveaux matériaux et de nouvelles solutions en acoustique des transports.

En plus des laboratoires existants du GAUS, la Chaire bénéficiera d'un financement important de la Fondation canadienne pour l'innovation qui renforcera l'infrastructure de recherche. De nouveaux espaces de laboratoire pour la réalisation de tests vibroacoustiques sur véhicules et systèmes de grande taille seront créés. On installera également une série de systèmes de mesure pour la caractérisation vibroacoustique et aéroacoustique, tels qu'une chambre anéchoïque avec chambre climatique, un système d'imagerie acoustique, une soufflerie anéchoïque, une plateforme de développement de contrôle en temps réel pour les applications de contrôle actif, des systèmes de synthèse de champ sonore et d'analyse de la qualité sonore, un système de caractérisation de matériaux amortissants et absorbants et enfin un système de surveillance de structures par approche vibratoire.

Le GAUS

Le Groupe d'acoustique de l'Université de Sherbrooke, qui fête cette année ses 25 ans d'existence, est le pôle canadien en acoustique des transports, comme en témoignent l'obtention récente de trois chaires CRSNG en acoustique appliquée à l'aviation et son implication au sein de réseaux de recherche nationaux (CRIAQ, AUTO21).