Les baleines à bosse inspirent les hélicoptères

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Lorsqu'un hélicoptère se déplace, les pales du rotor sont successivement avançantes et reculantes par rapport à la progression de l'appareil, et sont soumises à des conditions aérodynamiques très variables au cours de leur rotation. En phase reculante, les pales sont soumises à un phénomène pénalisant : le décrochage dynamique. Conséquence : "La vitesse maximale à haute altitude des hélicoptères est fortement limitée, ainsi que leur manoeuvrabilité", explique Kai Richter, chercheur à l'Institut d'aérodynamique et de mécanique des fluides du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) de Göttingen (Basse-Saxe). De plus, les vibrations consécutives au phénomène de décrochage dynamique représentent un désagrément pour le confort des passagers.

En s'inspirant du comportement des baleines à bosses, connues pour leur rapidité et leurs mouvements acrobatiques sous l'eau, des chercheurs du DLR de Göttingen sont parvenus à trouver une solution pour réduire le phénomène de décrochage sur les pales d'hélicoptère. En effet, ces baleines possèdent des bosselures caractéristiques sur le devant de leurs nageoires pectorales. "Des recherches ont montré que grâce aux bosselures, le phénomène de décrochage sous l'eau apparaît bien plus tardivement et que la portance est plus élevée", explique Holger Mai, chercheur à l'Institut d'aéroélastique du DLR de Göttingen.

Les chercheurs du DLR ont ainsi conçu de petites bosses artificielles de forme demi-sphérique qu'ils ont brevetées sous le nom de "générateurs de tourbillons au bord d'attaque" (Leading-Edge Vortex Generators - LEVoGs). Les LEVoGs mesurent 6 mm de diamètre, pèsent 0,04 g, et ont été développés par le DLR dans le cadre du projet franco-allemand "Simulation avancée et contrôle du décrochage dynamique" (SIMCOS) [1] entre le DLR et l'ONERA. Après des essais concluants en soufflerie, les chercheurs ont mené un test en conditions réelles sur l'hélicoptère de recherche DLR Bo 105 à Brunswick (Basse-Saxe). 186 bosses LEVoGs ont ainsi été fixées le long du bord d'attaque de chacune des quatre pales de l'hélicoptère. "Les pilotes ont déjà constaté que les pales se comportent autrement", observe Kai Richter. "La prochaine étape consistera à équiper l'hélicoptère d'un système spécial de mesures afin de mieux comprendre ces effets", conclut Kai Richter.