Hypersonique : Fin d’un programme R&D fondamental

Après près de 10 ans de développement, le comité de la NSFC (National Natural Science Foundation of China) a mis fin à un programme national de R&D majeur, qui a pour l’objectif d’adresser les problématiques scientifiques fondamentales autour des « engins hypersoniques manœuvrables de longue portée, évoluant entre 30 et 70 km d’altitude« .

La diffusion laser des nanoparticules en combustion Scramjet (Source : NSFC)

Démarré en Avril 2007, ce programme a déjà financé en tout 173 sujets, dont 26 qualifiés de majeur et 5 de stratégique, avec un budget total de 190 millions de Yuan.

Ces projets visent à obtenir des résultats concrets dans l’aérodynamique, la propulsion avancée, la structure et les matériaux ultra-légers, la prédiction de l’environnement thermique et sa protection, ainsi que le contrôle intelligent et autonome des engins hypersoniques.

Les chercheurs venant d’une trentaine d’équipes différentes ont publié plus de 2 200 thèses répertoriés dans SCI et EI, déposé 270 brevets, et présenté certains des résultats de leurs recherches 150 fois devant leurs collègues internationaux.

Il est à noter que l’on retrouve régulièrement les noms de certains entre eux associés aux projets d’armement hypersonique chinois, tels que l’engin Boost-Glide DF-ZF, ou encore les engins propulsés Sramjet, qui ont émergé progressivement à partir de 2012.

Le communiqué de la NSFC indique que le programme a obtenu des résultats importants et innovants dans les domaines suivants :

  • Grâce aux nouvelles théories en écoulement hypersonique complexe, les chercheurs chinois ont approfondi leur compréhension sur les effets multi-physiques en la question. Ils ont également développé des modèles et des méthodes de simulation associés, et maîtrisé les méthodes de test à haute précision en aérodynamique et thermique.

    Essais de matériaux ablatifs (Source : NSFC)

  • Des nouvelles méthodes pour concevoir l’entrée d’air des engins hypersoniques ont été créées, elles ont permis de mieux comprendre le mécanisme de combustion en régime hypersonique, et de développer des méthodes pour le contrôler de manière efficace et stable. Les recherches ont également comblé les lacunes en propergol spécifique, et amélioré la capacité d’intégrer la propulsion avec le fuselage.
  • Les nouveaux concepts et les nouvelles méthodes pour le contrôle fin des engins hypersoniques ont été appliqués avec succès dans les projets industriels. La modélisation de la dynamique de vol a été établie, ainsi que les méthodes de contrôle de vol actif auto-adaptatif et celles du contrôle des vibrations aéro-thermo-élastiques.

Si on se base sur mon suivi de ce programme depuis ces dernières années, on pourra créer une synthèse chronologique sur la période 2007 – 2013. Les données sur la phase de capitalisation du programme entre 2014 et 2015 ne sont pas accessibles à ce jour.

Synthèse chronologique du programme « 近空间飞行器的关键基础科学问题 » de NSFC (Source : East Pendulum)

L’intérêt de ce programme de recherche fondamentale réside dans le fait qu’il a permis de former une trentaine d’équipes de jeunes chercheurs dans le domaine de Near Space et en hypersonique. Ces chercheurs, issus du monde académique mais aussi du monde industriel, ont bâti un cadre scientifique solide pour soutenir les projets industriels concrets, dont certains, pour ne pas dire la majorité, sont de caractère militaire.

Essais dans la soufflerie hypersonique à choc JF-12 de l’institut IMECH

Ainsi, le premier engin scramjet chinois à configuration axisymétrique, développé par le groupe aérospatial CASIC, a réalisé son vol inaugural en 2012 et a atteint une vitesse supérieure à Mach 5, à une altitude supérieure à 20 km.

Le projet de planeur hypersonique militaire DF-ZF, qui a déjà effectué 7 vols avec succès entre 2014 et 2016, pourrait aussi avoir bénéficié de certains résultats de ce programme de NSFC. Il en va de même pour un autre projet de drone hypersonique, développé cette fois-ci par le groupe aéronautique AVIC (voir notre dossier « Exclusif : le drone hypersonique chinois enfin révélé ?« ).

Rattachée au Conseil des affaires de l’État, lui-même présidé par le Premier ministre chinois, la NSFC a été créée en Février 1986 dans l’objectif de faire évoluer le système de distribution des fonds destinés aux recherches et développements du pays.

Depuis 2010, cette fondation consacre chaque année plus de 10 milliards de Yuan (~1,3 Md€) pour financer les différents projets dans tous les domaines scientifiques. La somme a atteint un nouveau record en 2016 avec plus de 19 milliards de Yuan dépensés en une seule année.

Avec 190 millions de Yuan financés sur 10 ans, ce programme de R&D fondamentale autour des engins hypersoniques Near Space n’est probablement qu’un grain de sable dans la partie visible de l’iceberg. Dans cette conquête de vitesse et d’altitude déjà lancée entre les grandes puissances du monde, les objectifs stratégiques de la Chine à développer ces nouveaux vecteurs de projection ultra-rapide, le cadre scientifique et industriel qui ont été mis en place pour soutenir les divers développements, ainsi que la manière que ces projets sont financés et menés jusqu’à présent, sont autant de sujets qui méritent de creuser d’avantage.

A suivre.

Henri K.

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Et si la vision du monde est "biphasée" ? C'est ce que Henri a toujours cru, c'est également comme cela qu'il voit la Chine. Maladroit dans son écriture, souvent perdus dans ses pensées, pourtant ce responsable technique en aéronautique essaie chaque jour de partager avec vous les actualités sur l'Empire du Milieu, avec notamment les éléments à la source que vous ne verrez probablement jamais ailleurs en France.

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