La plate-forme PHARE va permettre à chacun des partenaires de réaliser des développements scientifiques qui leur étaient, jusqu’alors, interdits. En effet, l’absence de données expérimentales en liaison avec des configurations de situations extrêmes empêche la construction de modèles numériques fiables. Ce nouvel équipement va permettre à chacun des partenaires de mieux comprendre les mécanismes physiques prenant naissance lors d’une mise en instabilité mécanique ou aérodynamique, d’un processus de rupture ou de tout autre phénomène conduisant à des comportements hors normes. La plate-forme ayant été conçue pour des turbo-machines réalistes, elle fournira des données directement exploitables pour les situations dans lesquelles ces machines sont utilisées.
La plate-forme permettra donc d’alimenter en données l’ensemble des codes numériques en développement chez chacun des partenaires, elle favorisera la mise en place de projets innovants autour de deux axes forts : la réduction des niveaux de consommations (enjeu majeur pour les décennies à venir), et la maîtrise des risques environnementaux.
En effet, le premier axe permettra aux partenaires de développer de façon pluridisciplinaire des nouvelles architectures pour les turbo-machines à consommation énergétique plus faible alliant des nouveaux matériaux (composites, céramiques, polymères, ..), des solutions mécatroniques (contrôle piézoélectrique, contrôle d’écoulement, …), de nouvelles géométries, une meilleure prise en compte des phénomènes aéroélastiques, …
Le deuxième axe, sur la maîtrise des risques environnementaux et la fiabilité des solutions, est, là aussi, de tout premier ordre puisqu’il met en jeu la sécurité des personnes et du matériel, ainsi que l’impact sur l’environnement. L’optimisation extrême des machines nous conduit à nous rapprocher des situations à risques : fermeture des jeux (contact rotor-stator), allègement des structures (plus grande souplesse des organes favorisent des couplages dynamiques et aéroélastiques), chargement aérodynamique plus fort et machines plus compactes (instabilité aérodynamique, risque de rupture). D’autre part, la course au gigantisme observée notamment dans le domaine de la production d’énergie nucléaire ou le rééquipement de centrales existantes avec des matériels plus performants (et donc plus massifs) conduit à accroître l’impact destructeur des avaries. Il faudra donc, à terme, être capable de simuler numériquement l’ensemble de ces situations mécaniques, ce qui suppose de réelles avancées dans le développement des logiciels de simulation actuels. S’il existe certaines solutions favorisant la réduction de consommation, elles peuvent conduire à se rapprocher d’états dynamiques à risque mais aussi générer des niveaux de bruit incompatibles avec le respect des normes environnementales. Par exemple, une architecture de type « open-rotor » va conduire à une forte réduction de consommation, mais engendrera un bruit inacceptable. De même l’interaction entre l’écoulement et la nacelle (pour les avions, les éoliennes) peut être à la source d’un rayonnement acoustique dépassant les normes actuelles. Il s’agira alors de trouver des stratégies de réduction de bruit passives par de nouveaux matériaux aux caractéristiques micro-structurales, par des géométries adaptées, ou par des moyens actifs favorisant le contrôle du déclenchement des instabilités et du niveau de rayonnement acoustique.

Les travaux scientifiques prévus autour de cette plate-forme vont permettre de structurer les activités des laboratoires partenaires autour de problématiques communes. PHARE permettra à ces laboratoires classés A+ par l’AERES de mettre ensemble leurs compétences pour répondre aux défis scientifiques portés par les axes décrits précédemment. Cette action commune favorisera la visibilité d’un pôle mécanique en relation avec les machines tournantes du plus haut niveau national et international.
Le tissu régional Rhône-Alpin est tout à fait favorable puisqu’il correspond à la 1ère région Française pour les PME de l’industrie mécanique et à la 2ème région industrielle française dans le secteur aéronautique, grâce à ses petites et moyennes entreprises. Si, individuellement, chaque composante se place à un niveau d’excellence, force est de constater que la région n’est pas assez visible dans ce domaine alors qu’elle est incontournable sur le territoire national.
Il s’agit donc, dans ce projet, de rendre visible nationalement et internationalement cette compétence au travers d’une plate-forme unique. Il va sans dire qu’une telle plate-forme placera la région lyonnaise au tout premier rang de l’innovation dans le domaine de l’aéronautique et de l’énergie. En groupant l’ensemble de ses compétences scientifiques, elle sera probablement la seule capable de franchir ce palier scientifique et technologique. La force du tissu local de PME, le Cluster Aerospace ACIRA ( Aerospace Cluster In Rhône-Alpes) la présence d’AREVA et du SEPTEN (EDF) sur la ville de Lyon, ainsi que la force d’un réseau de laboratoires qui constitue la 4ème puissance européenne en matière de R&D (Aéronautique et Spatiale) sont autant d’éléments favorables à la mise en place d’une telle plate-forme.
De tels enjeux scientifiques et technologiques ne peuvent se faire sans la participation des entreprises privées du secteur. Les laboratoires partenaires ont une grande expérience de contrats menés avec les entreprises, notamment celles du domaine des machines tournantes. Si l’ensemble de PME régionales est un atout fort, l’implication des grands groupes comme SAFRAN et EDF est indispensable pour mettre en synergie les développements scientifiques futurs et les innovations technologiques nécessaires à ces entreprises représentant le fer de lance des entreprises Françaises dans le secteur des machines tournantes. Cette plate-forme pourra s’appuyer sur des partenariats public-privé déjà existants comme MAIA (SAFRAN, LTDS, LAMCOS, MATEIS,…), INCA (SAFRAN, LMFA, EPFL …), ou IROQUA (SAFRAN, AIRBUS, LMFA, …) et ainsi assurer la pérennité de la plate-forme mais aussi son évolution en cohérence avec les besoins scientifiques, économiques et sociétaux.