Voir le fameux mur du son ! C’est ce que vous pouvez faire en observant la photo du prototype XB-1 de Boom Supersonic au moment même où il passe en mode supersonique. L’image provient de la Nasa et pour montrer cette prouesse, une technique ancienne a été employée, celle de la strioscopie. Explications.
Le XB-1 de Boom Supersonic est le premier avion à vocation commerciale à franchir le mur du son depuis la mise à la retraite du ConcordeConcorde. Du moins, c’est ce que la firme prétend, pourraient dire les complotistes. Pour lever le doute, la NasaNasa vient de publier une photo de l’aéronefaéronef, au moment même où l’on peut visualiser l’onde de choc lors du franchissement du fameux mur du sonmur du son. Comment une photo permet-elle de visualiser le phénomène ? Grâce à une technologie optique appelée strioscopie, ou méthode Schlieren : une technique qui permet d’isoler dans une image les détails des variations de la réfractionréfraction. C’est le cas de la compression de l’airair en aviation, lorsque l’aéronef évolue à haute vitessevitesse.
Avant la simulation informatique, c’est de cette façon que les ingénieurs pouvaient évaluer l’efficacité d’un profil d’avion par rapport à la masse d’airmasse d’air en soufflerie. La technique, très ancienne, est née en 1864, quelques dizaines d’années après les débuts de la photographiephotographie. Pour obtenir ce type d’image, tout repose sur des optiques spécifiques et la source lumineuse. Autre impératif, l’environnement de l’image doit être stable, jusqu’à ce que la masse d’air qui l’environne soit perturbée. C’est ce qui se passe si l’on prend une photo d’une bougie allumée, par exemple. Grâce à la modification de l’indice de réfractionindice de réfraction de l’air, les petites modifications de pression atmosphériquepression atmosphérique, de température et de densité de l’air deviennent alors visibles avec cette méthode.
Voir l’invisible
Ainsi, par exemple, la strioscopie est souvent employée pour montrer l’effet d’une balle fendant l’air. Prendre une telle photo est envisageable dans un studio, avec l’éclairage approprié, mais pour un avion filant à Mach 1, c’est une autre histoire. La source de lumièrelumière est un facteur essentiel pour que la méthode Schlieren fonctionne. Or, il y a environ 25 ans, une variante a justement été inventée et elle se passe d’un éclairage spécifique. Baptisée Background Oriented Schlieren (BOS), elle exploite un fond texturé naturel associé à de l’imagerie numérique pour produire des images Schlieren, sans avoir besoin d’un éclairage spécial.
Dans le cas du XB-1, l’arrière-plan stable, c’est celui du désertdésert au-dessus duquel évolue l’appareil. En le divisant en sections, cette image de référence forme un repère fixe lorsque le XB-1 la survole. La masse d’air tordue par l’aéronef va alors perturber ce motif et cette distorsion peut être mesurée et transformée en image au moyen d’algorithmes.
C’est donc avec cette méthode que l’on peut effectivement voir le XB-1 en vol supersonique franchir « physiquement » le mur du son. Cette image n’est pas uniquement utile pour son côté spectaculaire, elle l’est aussi pour vérifier et améliorer les propriétés d’atténuation du bang supersonique du prototype.
