Aéronautique 2022

ECTS

SEMESTRE

CM

TD

TP

EI

Travail personnel

12h

24h

0h

0h

6h

Langues d'enseignement

Français

Responsable(s)

Mots clefs

Mécanique des fluides, Matériaux, Poids, Performance, Propulsion, Vol, Haute température, Impacts environnementaux, Système embarqué

Prérequis

Mécanique des Milieux Continus

À l’issue du module, les étudiants connaîtront les principes généraux et les enjeux scientifiques, techniques et socio-économiques du secteur aéronautique et seront en mesure de s’appuyer sur ces connaissance pour analyser la situation particulière du transport aéronautique qui peine à opérer une transition énergétique et environnementale pourtant nécessaire.

Ce cours rassemble des enseignants de plusieurs départements (J.-S. Kroll-Rabotin et O. Mirgaux d’Énergie, S. Allain et M. Ponçot de Matériaux, L. Ciarletta d’Informatique) et un intervenant extérieur (S. Rémond d’Alpine Airlines) pour brosser un tableau général des problématiques scientifiques et techniques spécifiques au secteur aéronautique, et proposer une ouverture aux enjeux socio-économiques de ce secteur industriel dans les contextes actuels de transitions énergétique et environnementale. Pour ce faire, ce cours aborde des concepts fondamentaux de mécanique des fluides et des solides et les applique aux écoulements et aux matériaux pour l’aéronautique. Une fois posées les bases scientifiques et les problématiques techniques spécifiques au secteur aéronautique, les problématiques énergétiques et environnementales sont abordées et les pistes de solutions sont présentées en regard des défis techniques auxquelles elles doivent répondre.

Les sujets plus spécifiques abordés dans ce cours pour couvrir les problématiques de Mécanique des Fluides pour l’Aéronautique, de Matériaux pour l’Aéronautique et de Perspectives pour l’Aéronautique les thèmes suivants :

• Introduction : principe de fonctionnement et conception générale d’un avion

• Enjeux socio-économiques

• Propulsion dans un milieu fluide, de l’hélice à la tuyère

• Turbulence et considérations énergétiques

• Écoulements autour d’objets et forces appliquées sur un avion

• Dynamique du vol d’un avion

• Ouverture sur les écoulements transsoniques et supersoniques

• Principes du choix des matériaux et rapport poids/performance

• Matériaux métalliques de structure et tenue en fatigue

• Matériaux composites

• Matériaux sollicités à haute température

• Avionique et systèmes embarqués

• Impacts environnementaux et innovations pour une aviation durable

Niveaux

Description et verbes opérationnels

Connaître 

• les principes fondamentaux de la propulsion et du vol

• les considérations énergétiques liées au déplacement aérien

• les méthodologies de sélection de matériaux et les besoins spécifiques à l’aéronautique

• les enjeux socio-économiques auxquels fait face la filière et les solutions envisagées pour le futur

• les bases de la réglementation

Comprendre

• les mécanismes physiques responsables des efforts (portance, traînée) sur un avion ;
• les enjeux en terme de sélection des matériaux (rapport poids-performance, tenue en température) ;
• les enjeux énergétiques et environnementaux liés au secteur aéronautique : impacts, contraintes, futur (éventuel).

Appliquer 

• des bilans masse, de quantité de mouvement et d'énergie pour calculer les ordres de grandeurs de vitesse, force et puissances à l’échelle d'une aile, d'un propulseur et d’un avion ;
• des critères de performances mécaniques pour sélectionner des matériaux et comprendre le dimensionnement des pièces en fonctions des sollicitations mécaniques que subissent différentes parties d’un avion ;
• les équations de base du mouvement et de la statique à des problème liés au vol d’un avion ;
• du développement informatique soumis aux contraintes de systèmes embarqués aéronautiques.

Analyser 

• les enjeux énergétiques et environnementaux spécifiques au secteur aéronautique

• les différentes technologies et solutions techniques disponibles pour répondre à une même fonction (propulsion, structure, etc)

Synthétiser

• les relations entre les défis technologiques et les enjeux socio-économiques

Évaluer

• les performances mécanique d’un matériau, et les performances énergétiques d’une aile ou d’un réacteur

• (de manière simplifiée) les impacts environnementaux des solutions

Contrôle Continu

Examen écrit

Oral / Soutenance

Rapport / Projet