Le Bourget 2023 : Le turboréacteur a encore de beaux jours devant lui
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MTU-Pratt & Whitney
Portrait : capitaine Geoffrey
Un rêve de voltige
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MTU-Pratt & Whitney
Si le double flux a constitué en son temps la première évolution d’ampleur dans le domaine des turboréacteurs, la prochaine étape sera celle de l’intégration de la machine électrique dans le turboréacteur. L'hybridation électrique est l'une des technologies clés en cours de développement pour atteindre les objectifs de l'industrie aéronautique en matière de réduction des émissions de carbone du transport aérien. « L'hybridation servira pour la gestion de puissance optimisée et l'électrification de systèmes avions et moteurs », commente-t-on chez CFM. Mais pas seulement. A l’image du hauban et de l’aile à fort allongement, d’autres technologies que l’on pourrait presque qualifier d’anciennes sont également remises au goût du jour, témoin le programme de recherches Ofelia, coordonné par Safran, ou encore poussées à leur paroxysme.
Et Rolls-Royce constitue dans ce domaine un parfait exemple avec l’UltraFan, son démonstrateur technologique équipé d’un boîtier réducteur de puissance et surtout une soufflante aux dimensions hors normes. Ce système est conçu pour permettre au triple corps, soit l’architecture moteur traditionnelle chez Rolls-Royce depuis le RB211 lancé en 1972, notamment à la turbine située à l'arrière du moteur d’avoir une vitesse de rotation très élevée, tandis que la soufflante située à l'avant a une vitesse plus faible. En termes de rendement, selon son constructeur, le moteur UltraFan est 25 % plus économe en carburant que la première génération de moteurs Trent de Rolls-Royce. L’UltraFan est pour le motoriste britannique le turboréacteur qui préfigure l’après Trent, mais dont la totalité des éléments ou briques n’est peut-être pas encore forcément présente sur le moteur. Lequel vient par ailleurs de réaliser ses premières rotations sur le banc d’essais 80 à Derby, en Grande-Bretagne. Sans être réducteur, l’UtraFan « n’est qu’un » programme de recherches chez Rolls-Royce, qui a également lancé plusieurs autres axes de recherches, parmi lesquels figure les essais réalisés à Boscombe Down, en utilisant un moteur d'avion régional Rolls-Royce AE 2100-A converti fonctionnant à l’hydrogène. Pour cet essai, l'hydrogène vert utilisé a été fourni par l'EMEC (European Marine Energy Centre) et produit à partir d'énergies renouvelables dans son installation de production d'hydrogène et d'essais marémoteurs située à Eday, dans les îles Orcades, au Royaume-Uni.
Les essais devraient être poursuivis par une série d'autres essais à l’aide d’un moteur à réaction Rolls-Royce Pearl 15, lequel est habituellement destiné aux jets d’affaires haut de gamme tels que les Bombardier Global et autres Gulfstream. Le motoriste ne mettant tous ses œufs dans le même panier, Rolls-Royce a également mis en œuvre sur son fameux banc d’essai 80 de Derby un générateur destiné à un système de propulsion et d'alimentation hybride-électrique, destiné à faire partie du programme de démonstration du système de production d'énergie 1 (PGS1) de 2,5 mégawatts (MW), destiné aux futurs avions régionaux. Outre la propulsion hybride-électrique, le générateur pourrait également être utilisé dans le cadre d'un système « plus électrique » pour des avions plus grands que les avions régionaux. Reste que pour l’UltraFan, le gain espéré ou plutôt avancé par Rolls-Royce n’est pas aussi élevé que celui promis par les deux autres projets des motoristes concurrents, mais le turboréacteur a l’avantage de fonctionner au SAF -tous les essais réalisés ont été faits avec ce carburant- et dans le domaine du long courrier, l’UltraFan reste un choix intéressant à défaut d’être un concept de rupture tel que SWITCH ou Rise… Et dont le générateur de gaz sera peut-être décliné en différentes versions, pour différentes classes de poussée.
C'est le 29 novembre que MTU Aero Engines, Pratt & Whitney, Collins Aerospace, Airbus et GKN Aerospace ont officiellement lancé les travaux de Switch, soutenus par Clean Aviation et l'Union européenne. Switch est donc un programme de motorisation qui vise à augmenter le rendement énergétique par rapport aux moteurs actuels d'au moins 25% mais également à réduire les émissions de CO2 et autres NOx des avions à court et moyen rayon d'action. Switch (acronyme de Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid- Electrics, ce qui peut se traduire par Turboréacteur durable à injection d'eau comprenant des systèmes électriques hybrides) veut réunir la turbosou ante à injection d'eau WET (acronyme de Water Enhanced Turbofan ou turboréacteur double-flux optimisé par eau) du motoriste allemand MTU et la propulsion hybride-électrique avec l'architecture existante du turboréacteur GTF (Geared TurboFan) de Pratt&Whitney. Le groupe motopropulseur prévu et revu, s'il s'avère conforme aux prévisions de gains sans pour autant être grevé par une masse excessive, pourra fonctionner avec du carburant aviation durable (SAF) et sera également développé pour pouvoir utiliser de l'hydrogène à l'avenir.
