ARCHIVÉ - Soixante années de recherche en aérospatiale

Le 03 octobre 2011 — Ottawa (Ontario)

Les laboratoires du CNRC qui ont inventé l’indicateur automatique de lieu d’accident, contribué au développement du Twin Otter et du bras canadien, et dirigé le premier Programme des astronautes canadiens fête ses soixante ans de service auprès de l’industrie canadienne de l’aérospatiale. 

C’est en partie grâce aux recherches poursuivies au CNRC que le Canada figure aujourd’hui parmi les cinq plus grandes nations du secteur de l’aérospatiale, avec des revenus annuels de près de 23 milliards de dollars. Au-delà de 400 entreprises d’aérospatiale procurent un emploi de haute qualité à 82 000 personnes, d’un océan à l’autre, et approvisionnent divers créneaux du marché, notamment ceux des avions de transport régional à réaction, des avions de transport de troisième niveau, des hélicoptères civils, des trains d’atterrissage, des simulateurs de vol ainsi que de la robotique et de l’imagerie spatiales. 

Inauguré en 1951 sous l’appellation « Établissement aéronautique national » (EAN), les laboratoires d’aérospatiale du CNRC étaient abrités à la Division du génie mécanique. L’année de sa fondation, l’EAN a coopéré avec de Havilland pour mettre au point l’Otter, appareil qui a joué un grand rôle en rendant le Grand Nord canadien plus accessible. Les chercheurs de l’EAN ont par la suite concouru à l’élaboration du Twin Otter et d’autres aéronefs. 

L’équipe de l’EAN est devenue une division à part entière du CNRC en 1959 avant d’être rebaptisée « Institut de recherche aérospatiale » (IRA) en 1990. Depuis sa création, l’Institut est devenu un véritable centre d’excellence scientifique dans les domaines de l’aérodynamique, des structures et des matériaux, de la propulsion aérienne et de la recherche en vol.

Voici un aperçu des succès enregistrés par le CNRC dans le domaine de l’aérospatiale au cours des 60 dernières années.

Aérodynamique

Tout au long de son histoire, le Laboratoire d’aérodynamique a procuré à l’industrie de l’aérospatiale les moyens de mieux concevoir, de prévoir et d’optimiser la performance de leurs produits. Le CNRC a bâti sa première soufflerie en 1930 et n’a cessé de contribuer au développement de l’aéronautique canadienne depuis. L’expertise du Laboratoire a aussi trouvé application dans d’autres secteurs tels les véhicules de surface, les structures souples et la performance des athlètes canadiens. 

Panorama des grandes réalisations du laboratoire 

• En 1954, le CNRC et le Conseil de recherches pour la défense entreprenaient la construction d’une soufflerie trisonique à rafales de 1,5 mètre afin d’aider l’armée à préciser l’incidence des écoulements d’air à haute vitesse sur les avions de chasse supersoniques. Depuis 1960, l’installation procure à l’industrie de l’aéronautique civile et militaire des données sur l’aérodynamisme, la performance et la stabilité des avions d’affaires et des avions de transport régional ainsi que d’une gamme complète d’avions militaires.
• En 1970, le CNRC commandait l’érection d’une soufflerie de 9 mètres à basse vitesse en vue de favoriser le développement des technologies associées aux avions à décollage et à atterrissage courts ou verticaux destinés à la population de l’Atlantique Nord. Les dimensions de la soufflerie ont également autorisé la tenue d’essais aérodynamiques sur des maquettes à l’échelle de divers ponts et bâtiments, dont le pont Lion’s Gate de Vancouver et, plus récemment, le Burj Kalifa de Dubaï, l’édifice le plus haut de la planète. 
• Pendant les années 1970, l’escalade du prix de l’essence a incité le CNRC à mettre au point la première génération de technologies visant à réduire la résistance des camions à la friction de l’air, qui a permis d’économiser annuellement près de 500 millions de litres de carburant, rien qu’au Canada. Trente ans plus tard, de nouveaux règlements sur les gaz à effet de serre et la hausse du prix du pétrole engendraient le besoin de technologies plus poussées. Les chercheurs du CNRC ont donc évalué puis perfectionné les dispositifs aérodynamiques actuels des camions et ceux de la prochaine génération. Advenant leur application au parc canadien de camions, les résultats de ces travaux entraîneront une réduction des émissions de gaz à effet de serre supérieure à trois mégatonnes par année. 
• Depuis 1992, la soufflerie à propulsion à boucle ouverte et de givrage de 3 mètres sur 6 du CNRC sert à étudier les risques que pose le givrage des avions. Des expériences marquantes y ont simulé le décollage des avions dans différentes conditions météorologiques et selon diverses méthodes de dégivrage. Ces travaux ont concouru à rendre les déplacements en avion plus sûrs en hiver, partout dans le monde.
• En octobre 2009, le CNRC dévoilait une « route roulante » dans sa soufflerie de 9 mètres, pour aider les constructeurs d’automobiles et les écuries de course automobile à concevoir des véhicules plus aérodynamiques. L’installation, dotée d’une courroie de 5,6 mètres, simule le déplacement de la chaussée par rapport au véhicule jusqu’à une vitesse de 160 kilomètres à l’heure.

Recherche en vol

La section de recherche en vol du CNRC a vu le jour en 1946 avant de fusionner avec l’EAN en 1951 et d’être par la suite rebaptisée « Laboratoire de recherche en vol ». D’emblée, la vision du laboratoire ne s’est pas bornée à la recherche sur le vol, mais englobait l’expérimentation en vol. Grâce à leur petit escadron d’avions de recherche, les scientifiques ont multiplié les expériences qui ont fait évoluer la conception des avions et des hélicoptères ainsi que des systèmes des cabines de pilotage, ont rehaussé la sécurité aérienne et nous ont aidés à mieux comprendre les systèmes météorologiques, la physique des nuages et le changement climatique. À ces réalisations s’ajoutent les suivantes :

• Le CNRC a mis au point des hélicoptères à commandes de vol électriques qui reproduisent les particularités du vol d’une vaste gamme d’appareils. Ces hélicoptères servent de plateforme de R-D pour l’essai en vol, sous l’angle du pilote, des systèmes d’avionique évolués tels les commandes de pilotage, les systèmes d’affichage et les technologies de vision artificielle.
• Le CNRC a concouru au développement des systèmes modernes d’enregistrement des données de vol et a été le premier organisme à analyser un accident aérien à partir des données venant d’un tel enregistreur.

Performance des structures et des matériaux

Le service de génie mécanique du CNRC procédait déjà à des essais à l’échelle sur la structure des aéronefs à la fondation de l’EAN, en 1951. Douze ans plus tard, l’écrasement d’un DC-8 à Sainte-Thérèse, au Québec, amenait le Laboratoire des structures à élaborer des méthodes qui permettraient d’établir la trajectoire d’un avion à partir des champs de débris, méthodes qui ont par la suite permis de récolter de précieux indices pour expliquer de tels écrasements. Depuis ses débuts, le laboratoire a vu sa mission s’élargir graduellement pour englober la science de la fabrication des matériaux. En voici quelques réalisations. 

• Ce laboratoire du CNRC a été l’un des premiers au monde à reconnaître l’utilité de l’analyse en surface des fractures, qui suppose l’examen des fines caractéristiques à la surface des fractures pour élucider la dynamique de la croissance des fissures et les causes de la défaillance d’une pièce. 
• Tous les satellites mis au point au Canada, des premiers Anik jusqu’au RADARSAT, ont été testés à l’installation d’aéro-acoustique et de dynamique structurelle du CNRC.
• En 2001, des chercheurs du CNRC ont entrepris un essai sur la fatigue du métal de l’aile complète d’un F/A-18 de la Marine américaine. L’objectif de cette expérience de quatre ans était de jauger la durée de vie économique de la cellule interne et externe de l’aile dans des conditions d’utilisation plus sévères que celles habituellement employées pour l’Aviation royale canadienne et la Royal Australian Air Force.

Laboratoire des turbines à gaz

Le CNRC concourait déjà à la recherche sur les turbines à gaz depuis maintes années avant l’inauguration de son Laboratoire des turbines à gaz (LTG), en 2005. Le LTG possède des installations et des compétences uniques qui aident l’industrie à mettre au point des turbines à gaz et leurs composantes, ainsi qu’à en évaluer la performance en regard des contraintes de plus en plus sévères sur les plans de l’environnement, de la sécurité et des opérations. 

• Le CNRC met ses compétences au service du nouveau centre Global Aerospace Centre for Icing and Environmental Research (GLACIER) de Pratt & Whitney Canada et de Rolls-Royce Canada. Aménagé à Thompson, au Manitoba, le centre GLACIER consiste en une soufflerie de neuf mètres qui pulvérise une brume d’eau super froide à l’intérieur des plus grosses turbines d’avion au monde. Il est ainsi possible d’étudier glace qui s’accumule dans les moteurs et est susceptible d’en réduire la puissance, de bloquer maints capteurs et d’induire en erreur les ordinateurs de bord qui dirigent désormais couramment les systèmes de pilotage dans les avions. 

Technologies de fabrication en aérospatiale

Le Centre des technologies de fabrication en aérospatiale du CNRC (CTFA) a ouvert ses portes en 2004 sur le campus de l’Université de Montréal. Il a pour mission d’aider les fabricants de l’industrie aérospatiale canadienne et leurs fournisseurs à évaluer de nouvelles technologies de fabrication, à en faire la démonstration et à les appliquer. Le CFTA œuvre dans quatre secteurs de la technologie : la fabrication et l’assemblage des composites; les produits métalliques; l’automatisation, la robotique et les systèmes de fabrication intelligents; le retrait des matériaux (alliages durs et composites surtout).

Tandis qu’il amorce sa septième décennie d’existence, l’Institut – CNRC Aérospatiale –continuera de mettre ses compétences et ses installations au service de l’industrie en vue du développement et de l’adoption de technologies plus économiques, écologiques, sécuritaires et efficaces. CNRC Aérospatiale coopérera avec d’autres programmes de recherche du CNRC ainsi que ses partenaires du milieu universitaire et de l’industrie dans les domaines des biocarburants, de la fabrication de matériaux plus robustes et plus légers, et de la conception de cabines d’aéronefs à environnement plus salubre afin que le Canada conserve sa place actuelle sur le marché mondial de l’aérospatiale.

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