Le givre est un véritable ennemi en aéronautique : il modifie les efforts aérodynamiques sur les ailes (diminution de la portance, augmentation de la traînée) pouvant entraîner le décrochage de l'avion. Il a aussi des impacts sur les appareils de mesure. Lutter contre la formation de givre sur les avions, et particulièrement sur les ailes, est indispensable pour les performances et la sécurité.
Les conditions givrantes en aéronautique apparaissent dans certains nuages qui contiennent des gouttes d'eau en surfusion : c'est un équilibre instable de l'eau qui reste liquide à température négative. La moindre perturbation, et à plus forte raison le passage de l'avion, déclenche la solidification de l'eau liquide.
Les paramètres influant sur ces conditions sont :
Environ 10% des vols sont concernés par les conditions givrantes, et généralement seulement pendant quelques minutes.
Il existe deux types de systèmes pour lutter contre le givre :
Le système étudié par Liebherr dans le cadre de notre projet est un système d'antigivrage : il consiste à dévier une partie de la chaleur du moteur, sous forme d'air chaud sous pression. Cet air est injecté dans l'aile juste sous la paroi au niveau du bord d'attaque de l'aile. La paroi ainsi chauffée empêche les gouttelettes incidentes de se solidifier.
source : Liebherr
Il existe d'autres systèmes d'antigivrage tels que le tapis chauffant. Ce système consiste à poser des résistances chauffantes sur le bords d'attaque de l'aile. Ce système peut être utilisé en système antigivrage ou dégivrage. Il est à l'étude chez Liebherr Aerospace Toulouse et ne sera pas étudié lors de ce projet.
L'objectif du projet est d'étudier le comportement du film d'eau qui se forme à la surface de l'aile :
Les données apportées par Liebherr sont :
Nous supposerons dans cette étude que :
Ces hypothèses sont plausibles si l'on reste proche du point d'arrêt, elles deviennent discutables en s'en éloignant. Le cadre de cette étude se limite donc à la zone du bord d'attaque proche du point d'arrêt.
Nous chercherons à déterminer les caractéristiques du film d'eau, soit :