Le moteur de l’avion du futur au banc d’essai 🔑

Nichées dans la vallée de la Maurienne, à Modane-Avrieux en Savoie, les quatre immenses souffleries de l’ONERA alimentées par l’énergie hydraulique, ont vu passer depuis plus de 70 ans tous les programmes aérospatiaux civils et militaires (du Concorde au Rafale, en passant par l’A380). Au cœur de l’une d’elles, la S1MA, la plus grande soufflerie sonique au monde, un ambitieux programme d’essais vient de débuter.

Il s’agit des premiers tests aérodynamiques et acoustiques de RISE - Revolutionary Innovation for Sustainable Engines - le programme de démonstration technologique d’un « Open Fan », un moteur non caréné en cours de développement par CFM International (joint-venture à 50-50 entre l'américain GE Aerospace et le français Safran Aircraft Engines).

« Ce programme vise à satisfaire des objectifs environnementaux ; un défi possible grâce à cette architecture de rupture. La réduction de consommation en carburant et des émissions de CO2 serait de l'ordre de 20 % ; et jusqu’à 80% avec l’incorporation de carburants durables », annonce Éric Dalbiès, Directeur Stratégie, R&T et Innovation du Groupe Safran.

Le moteur sera en effet capable d’ingérer un mélange de kérozène avec des bio-carburants ou carburants de synthèse. Il sera même compatible avec une utilisation à 100% de ces carburants, ainsi qu’avec de l’hydrogène.

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Par ailleurs, une hybridation électrique sera possible. Et malgré l'absence de carénage, le bruit devrait être équivalent à celui d'un Leap, grâce notamment au design des pales de ses hélices.

Cela fait quelques années que Safran travaille sur l’« Open Fan » et ces briques technologiques tendant vers la décarbonation. Plus d’un millier d’ingénieurs contribuent d’ailleurs au programme RISE. Et près de 400 essais sont prévus pour arriver à un niveau de maturité suffisant en vue du développement. A ce stade, environ une centaine ont été effectués.

« Au sein de l’impressionnante veine de 8 mètres de diamètre de la soufflerie, notre démonstrateur à l’échelle 1/5e nommé l’ECOENGInE, subit des écoulements d’air simulant des vitesses similaires à celles d’un environnement de vol (Mach 0,8). Nous étudions ainsi le comportement mécanique des aubes et la façon dont elles vibrent. Et grâce aux microphones placés autour de la maquette, nous vérifions le bruit que génère ce concept de moteur », explique Pierre Cottenceau, Directeur Technique et R&T de Safran Aircraft Engines.

Le moteur possède une soufflante non carénée, avec derrière, une rangée d'aubes non rotatives ; chacune étant à calage variable dans le but de pouvoir redresser plus ou moins l’écoulement, en fonction de la phase du vol (au décollage, en croisière, ou en descente).

Au total, plus de 200 heures d’essais vont être réalisées au cours de cette campagne, afin de valider les choix techniques, telle que la conception des aubes de soufflante. Celles-ci jouant un rôle-clé dans l’efficacité globale du moteur.

« En parallèle, nous fabriquons les pièces du premier démonstrateur réel qui ira sur un banc d’essais-moteur de Safran en 2025-2026. L’hélice sera de l’ordre de 4 mètres pour un avion de la classe A320 (soit près du double du diamètre d’un moteur actuel). Suivront les essais en vol en 2027-2028, avec des « Open Fan » placés sous les ailes d’un Airbus A380 d’essai », ajoute Pierre Cottenceau.

Avec Safran, Airbus travaille par ailleurs sur l’architecture de l’avion futur de la classe A320, qui intègrerait ce type de moteurs.

Le fait que la soufflante ne soit plus protégée par un carénage, des dispositions et précautions particulières devront sans doute être prises par les compagnies aériennes ; entre autres au niveau des opérations aéroportuaires. Des zones d’exclusion plus larges qu’aujourd’hui seront probablement à mettre en œuvre sur les aéroports, afin d’éviter les chocs avec les véhicules terrestres…

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Compte-tenu du calendrier actuellement envisagé par les avionneurs, cela laisse aux instances aéroportuaires et aux compagnies, une bonne dizaine d’années pour étudier de nouveaux aménagements et fonctionnements opérationnels.