National Aeronautics and Space Administration

L A R E C H E R C H E A É R O N A U T I Q U E D E L A N A S A À B O R D D E S A V I O N S

D E S D É C E N N I E S D E C O N T R I B U T I O N S À L ’ AV I AT I O N C O M M E R C I A L E

1 DYNAMIQUE DES FLUIDES NUMÉRIQUE (DFN) H v

– des années 70 à nos jours

2 DÉTECTION DES CISAILLEMENTS DU VENT EN VOL H

– des années 80 aux années 90

3 COMMANDE DE VOL NUMÉRIQUE 

ÉLECTRIQUE H v

– des années 60 aux années 70

4 CODE	AE-TURBO	H v

– années 90

5 GESTION DU TRAFIC AÉRIEN H

•	 Centre-TRACON	Système	Automatique	(CTAS)	–	années	90

•	 Système-conseil	de	gestion	du	trafic	(TMA)	–	années	90

•	 Système	de	contrôle	de	la	circulation	au	sol	(SMS)	–	années	2000

•	 Futur	outil	d’évaluation	de	concepts	de	gestion	du	trafic	aérien	(FACET)	–	années	2000

6 NORMES DE PROTECTION CONTRE LA FOUDRE H v

– des années 70 aux années 80

7 ANALYSE STRUCTURALE DE LA NASA (NASTRAN) H v

– des années 60 à nos jours 

8 STRUCTURES COMPOSITES H v

– des années 70 à nos jours

9 POSTE DE PILOTAGE 

À ÉCRANS CATHODIQUES H v

– des années 70 aux années 80

10 LOI DES AIRES H v

– années 50

11 CARTER DE SOUFFLANTE À DÉTÉRIORATION 

NON DANGEREUSE 

– des années 2000 à nos jours 

12 CHAMBRES DE COMBUSTION 

DES MOTEURS À RÉACTION

– des années 90 aux années 2000

13 CHEVRONS DE TUYÈRE DE RÉACTEUR

– des années 90 aux années 2000

14 PROFIL À CHARGE ARRIÈRE H v

– des années 60 aux années 70

DÉTECTION DE GIVRAGE H

– des années 90 aux années 2000 

15

16 AILETTES DE BOUT D’AILE H v

– des années 70 aux années 80

17 SILLONS DE PISTE H v

– des années 60 aux années 80

18 TUNNEL AÉRODYNAMIQUE H v

– des années 30 à nos jours

H S’applique	également	aux	aéronefs	de	l’aviation	générale

v S’applique	également	aux	aéronefs	militaires

www.nasa.gov
1. Dynmique des fluides numériques (DFN)

Dès le début des années 70, la NASA a commencé à développer des 

codes électroniques de haute technicité pouvant prévoir exactement les 

flux de fluides comme par exemple le flux de l’air sur l’aile d’un avion ou du 

carburant à travers le moteur principal d’une navette spatiale.

Ces idées et ces codes sont devenus ce qu’on appelle la DFN qui est 

aujourd’hui considérée comme un outil essentiel pour l’étude de la 

dynamique des fluides et le développement de nouveaux aéronefs. La DFN 

réduit considérablement le temps et le coût nécessaires à la conception et 

aux essais de pratiquement tout type d’aéronef.

2. Détection des cisaillements du vent en vol

Pendant les années 80 et 90, la NASA a conduit un programme de recherche 

approfondie pour identifier les caractéristiques des cisaillements du vent 

dangereux et a validé des technologies permettant de prévoir sa gravité 

pendant le vol. Aujourd’hui, les aéronefs sont équipés de détecteurs à 

balayage frontal qui alertent les pilotes en cas de danger de cisaillement du 

vent.

3. Commande de vol numérique électrique

Pendant les années 60 et 70, la NASA avait aidé à développer et à tester 

en vol le système de « commande de vol numérique électrique » qui a 

remplaçé les systèmes hydrauliques plus lourds et moins fiables par un 

ordinateur numérique et des câbles électriques pour envoyer les signaux du 

pilote à des gouvernes d’un aéronef. Les « commandes de vol numériques 

électriques » sont utilisées aujourd’hui sur les nouveaux aéronefs 

commerciaux et militaires ainsi que sur les navettes spatiales.

4. Code AE-TURBO 

Pendant les années 90, la NASA a développé un code électronique générant 

des simulations en deux dimensions de problèmes aéroélastiques (AE) 

potentiels pouvant survenir dans les pales de réacteurs. Ces problèmes 

incluent le flottement ou la fatigue pouvant éventuellement provoquer le 

blocage ou le dysfonctionnement des pales de soufflante de réacteur.

Avec TURBO-AE, les ingénieurs peuvent plus efficacement dessiner 

des pales plus fines, plus légères et tournant plus vite pour les réacteurs 

actuels construits pour fournir de meilleures performances, dégager moins 

d’émissions et être moins bruyants.

5. Gestion du trafic aérien

Depuis plusieurs décennies, la NASA a développé un certain nombre 

d’outils de simulation de gestion du trafic aérien, notamment :

Centre–TRACON Système Automatique (CTAS) – années 90

CTAS est une suite d’outils logiciels développés par la NASA générant de 

nouvelles informations pour les contrôleurs aériens.

Système-conseil de gestion du trafic (TMA) – années 90

Le logiciel TMA fait des prévisions relatives au trafic aérien entrant pour 

aider les contrôleurs à planifier des arrivées sûres en période de pointe.

Système de contrôle de la circulation au sol (SMS) – années 2000

Le logiciel SMS fournit aux contrôleurs des données leur permettant de 

savoir quand l’avion atterrit ou arrive à son poste de stationnement.

Futur outil d’évaluation de concepts de gestion du trafic aérien (FACET) – 

années 2000

FACET cartographie des milliers de trajectoires d’avion pour améliorer le flux 

du trafic aux États-Unis.

6. Normes de protection contre la foudre

Pendant les années 70 et 80, la NASA a conduit une recherche approfondie 

et des essais en vol pour identifier les conditions favorables au foudroiement 

ainsi que les effets de la foudre sur les aéronefs en vol. La base de 

connaissances de la NASA a été utilisée pour améliorer les normes de 

protection contre la foudre pour les systèmes électriques des aéronefs et les 

systèmes d’avionique.

7. Analyse structurale de la NASA (NASTRAN)

Dans les années 60, la NASA a conclu un partenariat avec l’industrie pour 

développer un programme logiciel générique commun que les ingénieurs 

pourraient utiliser pour modéliser et analyser différentes structures 

aérospatiales, y compris toute sorte de vaisseau spatial ou aéronef. 

Aujourd’hui, NASTRAN est un outil « aux normes de l’industrie » pour 

l’ingénierie assistée par ordinateur de tous les types de structures.

8. Structures composites

La NASA a conclu un premier partenariat avec l’industrie dans les années 70 

pour conduire des recherches sur la façon de développer des matériaux non 

métalliques de haute résistance pouvant remplacer des métaux plus lourds 

sur les aéronefs. Utilisés graduellement pour remplacer les métaux sur des 

pièces de queue d’avion, d’ailes, de moteurs, de capots et de parties de 

fuselage, les composites réduisent le poids total des avions et améliorent 

leurs performances d’exploitation.

9. Poste de pilotage à écrans cathodiques

Pendant les années 70 et 80, la NASA a créé et testé un concept de 

configuration avancée de poste de pilotage remplaçant les cadrans et 

les instruments de mesure par des écrans plats numériques. Les écrans 

numériques affichaient les informations plus efficacement et offraient à 

l’équipage une vision plus intégrée et plus facilement compréhensible de la 

situation de l’aéronef. 

Les postes de pilotage à écrans cathodiques sont utilisés par l’aviation 

commerciale, militaire et générale ainsi que sur la flotte de navettes 

spatiales de la NASA.

10. Loi des aires

Dans les années 50, Richard Whitcomb, un chercheur de la NASA, 

a découvert plusieurs solutions fondamentales à des problèmes 

aérodynamiques majeurs. Une des solutions les plus révolutionnaires était la 

« loi des aires », un concept qui a aidé les dessinateurs d’aéronefs à éviter les 

turbulences dans les flux d’air ainsi que la traînée résultante provoquée par 

l’attache des ailes au fuselage.

En utilisant la loi des aires, les dessinateurs d’aéronefs, depuis des 

décennies, sont en mesure de concevoir des aéronefs volant plus 

efficacement à vitesse élevée.

11. Carter de soufflante à détérioration non dangereuse 

Dans les années 2000, la NASA a commencé à faire des recherches 

d’avant-garde pour développer un carter de soufflante de turboréacteur qui 

puisse être plus léger tout en assurant une protection contre les risques de 

panne de pale de soufflante dans le moteur. 

La solution a consisté à développer un carter de soufflante fabriqué à partir 

de matériaux composites gainés pouvant réduire le poids total du moteur, 

améliorer la sécurité et l’intégrité structurelle des aéronefs.

12. Chambres de combustion des moteurs à réaction

Dans les années 90 et au début des années 2000, la NASA a amélioré la 

technologie associée à la combustion des carburants pour moteur à réaction 

afin que les moteurs brûlent le carburant plus proprement. Une meilleure 

combustion a aidé à réduire les émissions polluantes des moteurs d’avion en 

les rendant plus écologiques. 

13. Chevrons de tuyère de réacteur

Pendant les années 90 et au début des années 2000, des simulations par 

ordinateur de la NASA ont apporté les toutes dernières améliorations en 

matière de conception de chevron : des dentelures asymétriques pouvant 

être utilisées sur des tuyères et des nacelles de réacteur pour aider à réduire 

le bruit du moteur. 

Les essais au sol et en vol réalisés par la NASA et ses partenaires ont montré 

que le dessin des nouveaux chevrons permettait de réduire le niveau de bruit 

dans la cabine des passagers et au sol. Les chevrons ont été installés sur de 

nombreux aéronefs récents, notamment sur le nouveau Boeing 787.

14. Profil à charge arrière

Pendant les années 60 et 70, Richard Whitcomb, un chercheur de la NASA, 

a conduit une équipe de chercheurs pour développer et tester une série 

de formes géométriques uniques de voilure ou de sections d’aile pouvant 

être appliquées au transport subsonique afin d’améliorer la portance et de 

réduire la traînée. 

La forme de « profil à charge arrière » résultante, quand elle est intégrée aux 

ailes d’un avion, améliore de façon significative l’efficacité de la puissance 

nominale de l’avion.

15. Détection de givrage

Pendant les années 90 et le début des années 2000, on a fait appel à la NASA 

pour identifier les caractéristiques d’un phénomène de givrage dangereux et 

mal compris appelé « grandes gouttelettes en surfusion » (SLD en anglais). 

Les résultats des tests en vol et de la recherche de la NASA ont été 

compilés dans une grande base de données pour améliorer les modèles de 

prévision météo et les instruments de détection des SLD.

16. Ailettes de bout d’aile

Pendant les années 70 et 80, les études de la NASA ont conduit au 

développement d’ailettes verticales pouvant être attachées en bout d’aile 

pour réduire la traînée aérodynamique sans avoir à augmenter l’envergure 

des ailes. Les ailettes de bout d’aile ont aidé à améliorer la distance 

franchissable des avions et à diminuer leur consommation de carburant. Les 

avions de l’aviation générale et de l’aviation d’affaires ont été les premiers à 

adopter les ailettes de bout d’aile. 

Au milieu des années 80, Boeing a produit l’avion de ligne à réaction 

747-400 en utilisant des ailettes de bout d’aile pour améliorer sa distance 

franchissable.

17. Sillons de piste

Pendant les années 60, la NASA a conçu et développé un processus 

permettant de creuser des sillons transversaux dans les pistes pour faire 

écouler l’eau stagnante. Pendant les années 80, la NASA a conduit plus 

d’un millier de tests d’aéronef et de véhicule au sol, prouvant que les pistes 

ayant des sillons ont des propriétés de friction beaucoup plus importantes. 

Depuis, les pistes à sillons ont aidé à renforcer la sécurité des atterrissages 

sur des pistes rendues glissantes par la pluie, la neige ou la glace. Le 

processus de sillon de la NASA a été adopté pour les pistes des bases 

militaires, les routes publiques aux États-Unis et même les plages des 

piscines, les terrains de jeu et les sols des raffineries.

18. Tunnels aérodynamiques

Dès les années 30, les tunnels aérodynamiques construits et exploités par le 

prédécesseur de la NASA, le Comité consultatif américain de l’aéronautique, 

le NACA, a joué un rôle essentiel dans la conception et l’amélioration des 

aéronefs. 

À travers les décennies, le nombre croissant de tunnels de la NASA 

a continué à permettre de réaliser de précieux tests de recherche 

fondamentale dans des domaines comme la stabilité et le contrôle, 

le givrage en vol, l’antidécrochage, les systèmes de propulsion, le 

développement des cellules, l’antiflottement et la réduction du bruit.

www.aeronautics.nasa.gov

NL-2008-10-008-HQ