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Quesst de la NASA : réévaluation d'une limite de vitesse supersonique de 50 ans

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Il y a cinquante ans, le gouvernement fédéral a interdit tous les vols supersoniques civils au-dessus des terres. Cette règle interdit aux aéronefs non militaires de voler à une vitesse supérieure à celle du son, afin que les bangs soniques qui en résultent ne fassent pas sursauter le public en contrebas et ne l'inquiètent pas en cas de dommages matériels potentiels.

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Officiellement entrée en vigueur le 27 avril 1973, l'interdiction a été fortement influencée par des enquêtes d'opinion menées dans des villes survolées par des avions militaires supersoniques, et de nombreuses personnes ont déclaré qu'elles n'aimaient pas ce qu'elles entendaient ou la façon dont leurs fenêtres s'entrechoquaient à cause des bangs soniques.

Bien que certaines recherches aient suggéré des moyens d'atténuer l'impact des bangs soniques, la technologie aéronautique des années 1960 et du début des années 1970 n'était pas suffisamment sophistiquée pour résoudre le problème à temps et empêcher l'entrée en vigueur de la règle.

Mais aujourd'hui, la NASA travaille sur une solution.

"C'est une règle que beaucoup de gens ignorent aujourd'hui et qui est pourtant au cœur de la mission Quesst, avec son avion supersonique silencieux X-59", a déclaré Peter Coen, responsable de l'intégration de la mission Quesst à la NASA.

Le X-59 de la NASA est conçu pour voler plus vite que le son, mais avec un bruit considérablement réduit - les personnes se trouvant en dessous entendraient des "bruits sourds" soniques plutôt que des boums, s'ils entendaient quoi que ce soit. Pour tester la perception de ce bruit par le public, une partie du plan Quesst prévoit de faire voler le X-59 au-dessus de plusieurs communautés afin d'étudier les réactions de la population.

La NASA transmettra les résultats aux organismes de réglementation américains et internationaux, qui envisageront de nouvelles règles visant à lever l'interdiction en vigueur depuis si longtemps. L'objectif est de faire évoluer la réglementation en mettant l'accent sur le bruit produit par un aéronef plutôt que sur une limite de vitesse.

"Nous sommes définitivement prêts à écrire un nouveau chapitre de l'histoire du vol supersonique, en rendant le transport aérien terrestre deux fois plus rapide, mais d'une manière sûre, durable et beaucoup plus silencieuse qu'auparavant", a déclaré M. Coen.

Boom Boom

Les origines de l'interdiction fédérale des vols supersoniques remontent à 1947, date à laquelle l'avion XS-1, propulsé par une fusée, a franchi pour la première fois le mur du son et a inauguré l'ère héroïque de la recherche sur les avions plus rapides que le son.

Au début, il s'agissait d'apprendre à faire voler les avions X plus vite et plus haut. Personne ne s'est soucié des bangs soniques, principalement parce que peu de gens vivaient là où les recherches avaient lieu.

Malgré l'intérêt précoce pour ce qui était alors un phénomène mystérieux, créé lorsqu'un avion vole plus vite que la vitesse du son et génère des ondes de choc atmosphériques que nous entendons sous la forme de bangs soniques, il n'y avait que peu d'outils et de données disponibles pour aider à comprendre ce qui se passait.

Mais lorsque l'armée de l'air et la marine ont commencé à déployer un grand nombre d'avions à réaction supersoniques dans les bases du pays, l'intérêt pour les bangs soniques s'est rapidement accru, le public étant de plus en plus exposé à ce bruit souvent inquiétant.

À partir de 1956 et jusque dans les années 1960, l'armée de l'air, la marine, la NASA et l'administration fédérale de l'aviation (FAA) ont consacré des ressources à l'étude de la formation des bangs soniques dans diverses conditions, de leurs effets sur les bâtiments et de la réaction du public dans différents endroits.

Au cours de ces années, les habitants d'Atlanta, de Chicago, de Dallas, de Denver, de Los Angeles et de Minneapolis, entre autres, ont été exposés aux bangs soniques produits par les avions de chasse et les bombardiers militaires qui les survolaient à haute altitude.

Louis en 1961 et l'autre au-dessus d'Oklahoma City en 1964 (appelées respectivement Bongo et Bongo II) - n'ont laissé aucun doute sur le fait que le public n'était pas tout à fait d'accord avec les bangs soniques de routine venant d'en haut.

Les essais ont fait la une des journaux nationaux et ont alimenté un sentiment fortement négatif à l'égard des vols supersoniques.

Le transport supersonique

Alors que les travaux visant à mieux comprendre et prédire la formation du bang sonique se poursuivaient et donnaient lieu aux premières idées sur la manière de minimiser le bang sonique en modifiant la forme de l'avion, le gouvernement américain a commencé à travailler avec l'industrie pour tenter de développer le transport supersonique, ou SST (Supersonic Transport).

L'annonce du SST par le président John F. Kennedy en juin 1963 a suscité l'intérêt pour l'étude et l'atténuation des bangs soniques d'un point de vue technique, faisant de la recherche une priorité absolue.

Le projet SST visait à produire le prototype d'un nouvel avion de ligne supersonique commercial, capable de transporter jusqu'à 300 passagers partout dans le monde à une vitesse trois fois supérieure à celle du son.

(Il convient de noter que la vitesse du son varie en fonction de facteurs tels que la température et l'altitude. Au niveau de la mer et à 68 degrés Fahrenheit, elle est de 768 mph)

La communauté aéronautique s'est empressée de développer sa compréhension des ondes de choc supersoniques afin de réduire les niveaux sonores potentiels du bang sonique du SST. Mais ces chercheurs n'ont pas pu aller plus vite que les préoccupations environnementales et les discussions politiques, qui menaçaient de clouer l'avion au sol avant même qu'il ne soit construit.

Trois événements survenus au cours de l'été 1968 l'ont démontré :

Le 31 mai, lors d'une cérémonie à l'Académie de l'armée de l'air du Colorado, un avion de chasse F-105 Thunderchief a franchi le mur du son en volant à 15 mètres au-dessus de l'enceinte de l'école. Le bang sonique a fait sauter 200 fenêtres sur le côté de l'emblématique chapelle de l'armée de l'air et a blessé une douzaine de personnes.

Une semaine plus tard, le 8 juin, le New York Times a publié un éditorial utilisant l'incident du Colorado pour souligner le danger que représentent les bangs soniques pour la paix et le bien-être de la nation, affirmant que beaucoup en ont "une peur bleue"

Le 21 juillet, le Congrès a ordonné à la FAA d'élaborer des normes pour le "contrôle et la réduction du bruit des avions et du bang sonique"

Quelques années plus tard, la FAA a officiellement proposé une règle visant à restreindre l'exploitation des avions civils à des vitesses supérieures à Mach 1. En mai 1971, le Congrès a annulé le programme SST et la règle interdisant les vols supersoniques civils au-dessus des terres est entrée en vigueur deux ans plus tard.

À la même époque, la Grande-Bretagne et la France développaient et testaient le Concorde, qui a assuré le transport aérien supersonique commercial entre 1976 et 2003. De nombreuses raisons expliquent sa disparition, dont un accident mortel en 2000, mais les questions économiques et environnementales figurent en tête de liste. Les restrictions imposées aux vols supersoniques au-dessus de la terre en raison de l'interdiction aux États-Unis et dans d'autres pays ont considérablement limité ses possibilités de générer des revenus.

Vitesse et son

Pour lever l'interdiction et permettre la création d'un marché viable pour les vols supersoniques au-dessus de la terre, l'idée est que les régulateurs fondent les nouvelles règles sur une norme différente de celle qui existait auparavant.

La limite de vitesse fixée en 1973 ne tenait pas compte de la possibilité qu'un avion puisse voler en supersonique sans pour autant créer de bang sonique susceptible d'affecter les personnes se trouvant en dessous. C'était une évaluation juste à l'époque, car la technologie nécessaire pour y parvenir n'existait pas encore.

"Aujourd'hui, elle existe", a déclaré M. Coen. "Ainsi, au lieu d'une règle basée uniquement sur la vitesse, nous proposons que la règle soit basée sur le son. Si le bruit d'un vol supersonique n'est pas assez fort pour gêner les personnes qui se trouvent en dessous, il n'y a aucune raison pour que l'avion ne puisse pas voler en supersonique"

Au cours des cinquante dernières années, les innovateurs aéronautiques de la NASA ont méthodiquement relevé le défi de la réduction du bruit. Le X-59 de Quesst est sur le point de faire la preuve de cette technologie, avec des survols de la communauté et des enquêtes publiques très importantes qui suivront peu après.

Cependant, l'acceptation par le public des avions supersoniques qui le survolent aujourd'hui va bien au-delà du bruit du bang sonique. Le bruit des aéroports, les émissions et l'impact sur le climat sont autant de facteurs qui doivent encore être pris en compte.

Avec ses partenaires gouvernementaux, industriels et universitaires, la NASA s'efforce de résoudre ces problèmes. Mais tout cela n'aura pas d'importance tant que la première étape - la levée de l'interdiction des vols supersoniques au-dessus de la terre, vieille d'un demi-siècle - n'aura pas été franchie.

"Nous sommes très enthousiastes à l'idée de faire ce grand pas en avant, mais nous reconnaissons qu'il reste encore beaucoup à faire", a déclaré M. Coen.

Une grande partie de cet article est basée sur le travail de Lawrence Benson, qui a écrit le livre d'histoire officiel de la NASA "Quieting the Boom : The Shaped Sonic Boom Demonstrator and the Quest for Quiet Supersonic Flight" (Le silence du boom : le démonstrateur du boom sonique façonné et la quête d'un vol supersonique silencieux)

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