
Nicolas Binder est professeur et chef du groupe de recherche Turbomachine et Propulsion à l’ISAE-SUPAERO. Il mène pour l’Institut, en collaboration avec des partenaires académiques européens, le projet IPROP, pour Ionic Propulsion In Atmosphere. Cette recherche exploratoire, dont l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT) et l’ISAE-SUPAERO sont les moteurs, n’aurait peut-être pas vu le jour sans une part de hasard.
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Zoom sur les souffleries subsoniques, l’aérodynamique en pratiqueLes souffleries subsoniques de l’ISAE-SUPAERO permettent d’étudier les écoulements d’air sur un objet, comme un profil d’aile d’avion. Ces équipements, encadré par une équipe technique, sont utilisés aussi bien par les étudiants que par les chercheurs du département Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP).
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Systèmes de conditionnement d’air : l’ISAE-SUPAERO et Liebherr-Aerospace Toulouse unissent leurs effortsL’ISAE-SUPAERO et Liebherr-Aerospace Toulouse ont renforcé leur collaboration le 1er janvier dans le cadre d’une chaire industrielle. L’objectif ? Développer et à améliorer les méthodes et les outils de conception aérodynamique des roues de turbomachines, participant à la recherche sur l’avion décarboné.
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La recherche à l'ISAE-SUPAEROÀ l’ISAE-SUPAERO, nous menons une recherche d’excellence au service de l’innovation, de la souveraineté technologique et de la transition écologique du secteur aérospatial, affirmant ainsi notre rôle d’acteur de référence dans la communauté scientifique et industrielle.
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Intégrité scientifique et de rechercheL’ISAE-SUPAERO est l’un des établissements signataires de la Charte nationale de déontologie des métiers de la recherche, adoptée en janvier 2015 par la Conférence des Présidents d’Université (CPU) et l’ensemble des organismes nationaux de recherche, et intégrée au règlement intérieur de l’Institut.
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Découvrez... la soufflerie de visualisation de l’ISAE-SUPAEROLa soufflerie de visualisations est la seule soufflerie à conduit ouvert du département. Contrairement aux souffleries à conduit de retour, dans lesquelles l’air recircule dans le conduit, ici l’air est capté à l’extérieur du bâtiment, circule dans la soufflerie puis est évacué à l’extérieur grâce à un compresseur centrifuge à aspiration placé en sortie de la soufflerie. Cette soufflerie est ainsi particulièrement adaptée à l’étude des pertubations d’écoulement : les pertubations maitrisées et bien qualifiées générées dans la veine d’essais sont ensuite évacuées sans venir modifier les conditions entrantes dans la soufflerie. La veine d’essais de la soufflerie mesure 45 cm de côté et 3 m de long. Les vitesses peuvent atteindre 35 m/s. Sans aucune pertubation, la géométrie et traitement du conduit (filtres, nid d’abeilles et grilles fines) garantissent une bonne homogénéité spatiale et temporelle de l’écoulement qui présente un taux de turbulence voisin de 0.3%. Ici, des volets oscillants sont placés en extrémité de veine d’essai pour générer des variations temporelles quasi-sinusoïdales maîtrisées de la vitesse de l’écoulement. Les pertes de charges associées à la fermeture des volets peuvent assurer une perte violente de plus de 50% de la vitesse longitudinale. De telles perturbations aérologiques peuvent être enregistrées au cours d’un vol de faible altitude, particulièrement en environnement urbain pour lequel la présence de bâtiments accentue l’intensité des fluctuations du vent apparent. Ainsi, un drone évoluant à une dizaine de m/s est susceptible de rencontrer des rafales de vent de grande extension spatiale et d’amplitude similaire à sa propre vitesse d’avancement. Les propriétés et les effets de la turbulence atmosphérique sur les performances en vol de ces aeronefs légers, de petites tailles et de faible vitesse d’avancement sont donc très différents de ce qui est classiquement connu pour des avions de lignes. L’enjeu est de concevoir des drones, microdrones, nanodrones robustes aux rafales de vent. Nous étudions actuellement la réponse aérodynamique instationnaire d’une aile soumise à une variation sinusoïdale du vent incident. Les dimensions de l’aile et vitesses étudiées sont représentatives d’un vol de microdrone en environnement urbain. Les propriétés désirées de la rafale de vent sont assurés par un pilotage adapté des volets oscillants. L’écoulement instationnaire est caractérisé finement à l’aide d’une sonde fil chaud placée en entrée de veine d’essai. La rafale retenue présente une vitesse moyenne de 10m/s avec des variations de +/- 4m/s sur une période de 0.8 s. Nous mesurons les performances globales aérodynamiques en relevant les évolutions temporelles des efforts de portance, traînée et moment de tangage pour différents angles d’incidence de vol. Pour analyser l’origine de ces performances, il faut bien qualifier et comprendre la physique de l’écoulement autour de la maquette et sa réponse face aux variations de vitesse incidente. La Vélocimétrie par Images de Particules (PIV), fournit les champs de vitesses instantanés de l’écoulement. Par un post-traitement adapté, nous pouvons en extraire la dynamique de l’écoulement lors des rafales de vent.
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Département Aérodynamique, Energétique et PropulsionÀ l’ISAE SUPAERO, le département Aérodynamique Énergétique et Propulsion : c’est 62 personnes, 30 projets de recherche dont 5 à échelle européenne, un parc exceptionnel de moyens d’essais à vocation pédagogique et de recherche, trois groupes de recherche contribuant à une stratégie de croissance tournée vers 4 thèmes aux enjeux scientifiques et sociaux-économiques d’actualité en s’appuyant sur 2 projets structurants : la soufflerie SAA et le code de simulation aux grandes échelles IC3.
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Découvrez... la plate-forme d’essais multidisciplinaire EMpEROR de l’ISAE-SUPAEROL'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la plateforme d’essais multidisciplinaire EMpEROR ! La plateforme EMpEROR est née de la prise en compte croissantes des phénomènes aéroélastiques dans l’aéronautique moderne, et de la synergie entre les départements Aérodynamique Energétique et Propulsion (DAEP), et Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM). Cette plateforme a été conçue et réfléchie pour permettre une grande modularité de métrologie, autour d’un banc rotor permettant de faire tourner de 1 à 6 pales, jusqu’à 1 mètre de diamètre, de 0 à 3000 rpm en toute sécurité grâce à une cage de protection de 6 mètres de long. Elle est équipée de plusieurs capteurs pour les mesures de performance, et d’un système de vibrométrie rotative permettant la mesure de la dynamique des pales. Le banc permet d’embarquer des systèmes de mesure dans les pales, ainsi que des systèmes permettant de contrôler ces phénomènes instables. Depuis 2020, cette plateforme a également permis à deux étudiants en thèse et à 6 étudiants de Master de travailler sur les phénomènes aéroélastiques. Cette plateforme permet de générer des bases de données expérimentales utilisées par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO pour comparer et valider leurs codes de calcul. L’équipement montera en puissance en 2024 avec la possibilité de faire des mesures Laser, de type PIV ou/et LDV, ainsi que la possibilité de fabriquer des pales plus complexes avec la main sur la flexibilité de celles-ci.
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Découvrez... la chambre anéchoïque acoustique de l’ISAE-SUPAERODepuis 2017, le Département d’Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP) de l’ISAE-SUPAERO dispose d’une chambre anéchoïque, salle d’expérimentation acoustique dont l’ensemble des parois est traité pour étudier le bruit généré par des équipements en l’absence de réflexion des ondes acoustiques. Le DAEP utilise ce moyen d’essai pour étudier le bruit d’origine aérodynamique généré par exemple par des hélices de drone afin de pouvoir proposer et tester des stratégies de réduction. Les essais réalisés dans cette installation permettent également le développement de nouvelles méthodologies expérimentales et la validation des codes de simulation numérique développés au département.
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Essai en vol du drone Mermoz - 20 janvier 2023Courant janvier, le premier démonstrateur « Drone Mermoz » embarquant de l’hydrogène gazeux a effectué avec succès son premier vol radiocommandé sur la piste du club d’aéromodélisme de Muret en région toulousaine (31). Le démonstrateur, de 4 mètres d’envergure, présente un design inspiré des albatros qui exploitent les turbulences atmosphériques pour voler très longtemps en limitant leurs efforts. La route sera longue pour le « Défi Mermoz » qui ambitionne de réaliser, à l’horizon 2025, une traversée de l’Atlantique Sud sur la ligne mythique de l’Aéropostale reliant Dakar (Sénégal) à Natal (Brésil) ouverte par Jean Mermoz.
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