La perche supersonique laser

Lorsqu’un véhicule se déplace dans l’atmosphère avec une vitesse supersonique, une onde de choc est générée, entraînant une augmentation considérable de sa traînée et de sa consommation de carburant. Plusieurs auteurs avaient suggéré qu’un dépôt d’énergie laser sous la forme d’une longue colonne de plasma pouvait diminuer la traînée en réduisant la pression au nez de l’objet. La filamentation femtoseconde semblait être le meilleur candidat pour produire ce plasma, mais d’anciennes estimations faites en 2010 ont conclu qu’un laser femtoseconde à lui seul ne pouvait pas déposer suffisamment d’énergie pour produire un effet significatif. Cependant, en 2015, les résultats obtenus lors de la thèse de Guillaume Point nous ont permis de réactiver ce projet avec l’ONERA [ PointPRL]. Nous avons mis en évidence un régime de superfilamentation avec des impulsions laser térawatt, dans lequel l’intensité dépasse la valeur de saturation des filaments classiques, ce qui entraîne un dépôt d’énergie très efficace [PointJPB ]. Un financement ANR a été obtenu en 2016 pour réaliser des tests dans la soufflerie supersonique de l’ONERA Meudon avec le laser ENSTAmobile, en collaboration avec la société Phasics. Cette expérience a été un succès puisque nous avons démontré une réduction transitoire de la traînée d’un véhicule supersonique de 50% en présence du filament. Ces résultats ont été publiés dans Science Advances [ Elias2018]. L’étape suivante va maintenant consister à augmenter le taux de répétition du laser pour obtenir un effet permanent sur la traînée et tester la capacité de cette perche virtuelle laser à contrôler la trajectoire du véhicule.

1. Point et coll. Phys. Rev. Lett. 112 , 223902 (2014);  PQ Elias  et al.,  «Amélioration des vols supersoniques avec la filamentation laser femtoseconde»,  Science Advances 4, eaau5239 (2018)