Le givrage constituant toujours une menace répandue pour le transport aérien, un projet financé par l’Europe a exploré la détection hybride de l’accumulation de glace grâce à une combinaison de nouvelles technologies de capteurs et d’analyse des performances dégradées des avions.
Le projet SENS4ICE a présenté ses conclusions plus tôt cette année et les résultats sont présentés lors de plusieurs conférences sur l’aviation.
Dix différents capteurs candidats de détection directe de glace, tous basés sur des principes physiques différents, ont été évalués, dont huit ont progressé vers un programme d’essais en vol.
Quatre d’entre eux ont été installés sur un banc d’essai Embraer Phenom 300 et les quatre autres sur l’ATR 42-300 de l’agence française de recherche environnementale Safire.
Mais surtout, les deux avions étaient également dotés d’un algorithme de détection indirecte de glace qui, complété par les capteurs, forme un système hybride de détection de glace.
La fonction de détection indirecte de glace utilise une base de données de référence précise pour calculer les performances de vol attendues de l’avion, qui peuvent ensuite être comparées aux performances observées.
Toute différence entre les deux peut ensuite être analysée par le système, ainsi que les données directes du capteur de glace, pour déterminer la probabilité que la dégradation des performances soit due à l’accumulation de glace.
Les essais en vol ont eu lieu l’année dernière, en février-mars au-dessus de l’Amérique du Nord avec le Phenom, et en avril en Europe avec l’ATR.
L’analyse des données des essais en vol montre que les avantages de la détection hybride sont « indéniables », indique le rapport final de SENS4ICE.
Il indique que les technologies de détection directe sont « très prometteuses » tandis que l’algorithme de détection indirecte a été « capable d’annoncer la dégradation des performances lors de toutes les rencontres de givrage » pendant la campagne d’essais en vol.
L’algorithme pourrait également détecter une diminution des performances résultant de l’accumulation de glace résiduelle sur la cellule après avoir quitté les nuages de givrage, ajoute-t-il.
« Bien que l’algorithme ne réagisse qu’aux conditions dans lesquelles les performances de vol sont déjà dégradées en raison de l’accumulation de glace sur les surfaces de l’avion », indique-t-il, « il offre un potentiel élevé pour les applications où aucune technologie de détection directe ne pourrait être appliquée ou est trop complexe ou coûteuse. »
Ces applications, au-delà du transport aérien, pourraient inclure des types d’avions plus petits, des véhicules de mobilité aérienne avancés ou des engins sans pilote.
La validation de la détection hybride grâce à la campagne d’essais en vol a permis au projet de considérer que l’approche a atteint le niveau de maturité technologique TRL5 sous les seuils de l’initiative Horizon 2020 de l’UE.
Le rapport final reconnaît cependant que des recherches supplémentaires sur la maturation sont nécessaires, car les tests ont couvert une partie « relativement petite » de l’enveloppe de givrage, principalement de la bruine verglaçante, et un régime plus large – incluant la pluie verglaçante – devrait être rencontré pour fournir une évaluation plus approfondie des technologies SENS4ICE.
Outre les avantages potentiels en matière de sécurité, ajoute-t-il, la détection de glace hybride pourrait également favoriser une « réduction significative » de la consommation de carburant grâce à une utilisation plus efficace des systèmes de protection contre le givre.
Les capteurs de détection directe de givrage développés pour le projet ont été développés par des entreprises telles que Collins, Safran, Honeywell et AeroTex, ainsi que par les organismes de recherche INTA, ONERA et DLR. Le programme de test comprenait également une analyse du givrage en soufflerie.
