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Quel est ce “moteur à détonation oblique” qui pourrait permettre à un avion d’atteindre Mach 17 ?

Crédits : UCF / NASA

Des chercheurs étasuniens travaillent sur un type de propulsion hypersonique particulier. Si leur théorie venait à se concrétiser un jour, cela permettrait de faire voler des avions à plus de 20 000 km/h (Mach 17).

Mach 17 : Une vitesse folle !

Habituellement, un vol Paris-Tokyo prend une douzaine d’heures. Et si ceci était un jour possible en seulement une petite demi-heure ? Dans ce cas, il faudrait pouvoir faire voler des appareils à une vitesse dix-sept fois supérieure à celle du son, soit 20 991,6 km/h (Mach 17) ou dix fois la vitesse de pointe du célèbre Concorde. Les avions de ligne et même les jets privés sont actuellement loin d’une telle performance. Toutefois, espérer atteindre un jour ce genre de vitesse ne serait pas fantaisiste, selon une équipe de chercheurs de l’Université de l’Université de Floride Centrale (États-Unis). Dans un communiqué publié le 11 mai 2021, les scientifiques détaillent une théorie qui ne date pourtant pas d’hier.

Rappelons que pour obtenir une vitesse de Mach 17, la propulsion qu’offrent les actuels moteurs à réaction ne suffit pas. Selon les chercheurs, il est bien plus efficace de libérer brusquement l’énergie d’un coup plutôt que de la diffuser en continu. Pour démontrer leur vision, ils ont créé une chambre de réaction hypersonique à ondes obliques.

Concorde avion
Une vitesse de Mach 17 implique d’aller dix fois plus vite que le Concorde !
Crédits : Senohrabek / iStock

Une nouvelle technique

Il faut tout de même savoir que les systèmes de propulsion par détonation font l’objet de recherches depuis les années 1960. Néanmoins, la réaction de détonation que l’on utilise beaucoup pour les bombes n’est pas évidente à stabiliser. D’une part, cette même réaction dure une poignée de millisecondes seulement et d’autre part, la quantité d’énergie qui en résulte ne se maîtrise pas facilement. Deux techniques ont déjà été explorées. En 2008, l’US Air Force Research Laboratory a testé des moteurs créant une série d’explosions répétées. En 2020, des chercheurs de l’Université de Floride Centrale (UCF) ont quant à eux fait la démonstration d’un moteur à détonation en rotation. Il s’agit d’un type d’engin dans lequel les ondes de choc déclenchent d’autres détonations dans un canal en forme d’anneau.

Cette fois, les scientifiques de l’UCF ont dévoilé une troisième technique. Celle-ci implique la présence d’une rampe inclinée à l’intérieur de la chambre de réaction. Le but ? Confiner l’onde de choc à l’intérieur de la chambre de combustion. Selon ces chercheurs, les ondes de détonation obliques sont stationnaires, ce qui n’est évidemment pas le cas des ondes de détonation rotatives. Durant leurs tests, l’onde de détonation a été maintenue durant trois secondes. Cette durée apparaît faible, mais pourra être améliorée dans un futur proche.

Ce système de propulsion hypersonique prometteur pourrait, au-delà du secteur de l’aviation, profiter au domaine spatial. En effet, cela pourrait permettre de lancer des fusées en orbite tout en économisant d’importantes quantités de carburant. Néanmoins, cela pourrait aussi (dans un cas peu souhaitable) aider à fabriquer des missiles qui ne nécessiteraient pas d’explosifs pour être dévastateurs.