PROPULSION AÉRONAUTIQUE

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La propulsion à réaction

Historique du turboréacteur

Le premier brevet décrivant un système propulsif à réaction est attribué au Français Jean Delouvrier, dit Charles de Louvrié. Cet inventeur français soumit, en 1863, à l'Académie des sciences un projet d'appareil, l'Aéronave, mû par l'éjection d'un fluide sous pression après apport de chaleur. De nombreux brevets furent déposés en Europe dans la première moitié du xxe siècle qui, progressivement, définirent le moteur à réaction sous toutes les formes que nous connaissons : motoréacteur, pulsoréacteur, statoréacteur, turbofusée, turboréacteurs à simple ou à double flux.

Le brevet pris par sir Frank Whittle en 1930 comportait en effet tous les composants de base des turboréacteurs d'aujourd'hui : compresseur axial multiétage suivi d'un compresseur centrifuge, chambre de combustion, turbine entraînant directement le compresseur et tuyère propulsive. L'étape majeure que devait constituer ultérieurement le moteur à deux flux était préfigurée en 1936 dans deux brevets déposés par Whittle. En avril 1937, avec le concours de la British Thomson Houston, il fit fonctionner au banc d'essais son premier réacteur WU, à la poussée de 200 décanewtons. L'année suivante, c'était le début des essais du moteur Whittle W 1 de 380 décanewtons, qui allait recevoir en mai 1941 la consécration du premier vol sur un avion Gloster E 28/39, spécialement construit à cette intention.

Frank Whittle

Photographie : Frank Whittle

L'ingénieur britannique Frank Whittle (1907-1996), pionnier de l'aviation à réaction, à droite, explique, en 1948, le fonctionnement de son turboréacteur W2B. 

Crédits : Charles Hewitt/ Getty Images

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En Allemagne, Hans von Ohain dépose un brevet en 1935 puis, pour le compte de Heinkel, réalise le moteur He S-3 A qui développe 450 décanewtons et permet, dans sa version He S-3 B, de réaliser le 27 août 1939 le premier vol au monde d'un avion propulsé par un turboréacteur, le He 178. Mais c'est avec le Jumo 004 que vole, en juillet 1942, le biréacteur Messerschmidt Me 262, lancé ensuite en grande série. Plus de six mille Jumo 004 seront produits. Une troisième équipe, dirigée par Herman Oestrich, développe le BMW 003, dont seulement sept cent cinquante exemplaires seront construits, mais qui préfigure la famille des moteurs ATAR, conçus et fabriqués en France par la Société nationale d'étude et de construction de moteurs d'aviation (S.N.E.C.M.A.). Cette dernière a fusionné en 2005 avec la société S.A.G.E.M. (Société d'applications générales d'électricité et de mécanique) pour devenir le groupe Safran.

La première réalisation française est celle de Dimitri Sensaud de Lavaud et d'André Brunet, qui, composée d'un compresseur centrifuge, d'une chambre de combustion, d'une turbine axiale et d'une tuyère à effet de trompe, développe 100 kilogrammes en 1937. Puis, la société Rateau et René Anxionnaz prennent en 1939 des brevets de turboréacteurs pour avions à grande vitesse et en proposent la construction au ministère de l'Air. Le cataclysme de la Seconde Guerre mondiale stoppe toutes ces entreprises en France.

Après ce conflit, le turboréacteur s'impose comme le seul type de propulseur sur tous les avions d'armes. Pour les avions de transport, l'ère des turbomachines débute, le 2 mai 1952, par le premier vol régulier Londres-Johannesburg d'un de Havilland Comet I propulsé par quatre turboréacteurs Ghost, puis par la mise en service du Vickers Viscount, équipé de quatre turbopropulseurs Rolls-Royce Dart en 1953.

Terminologie

Le turboréacteur résulte de l'utilisation d'une turbomachine à des fins de propulsion et comporte les mêmes constituants principaux que la turbine à gaz (cf. turbines à gaz), à savoir un compresseur, une chambre de combustion et une turbine. Le cycle désigne l'ensemble des transformations thermodynamiques subies par l'air qui traverse le moteur.

Dans les tout premiers turboréacteurs, la totalité de l'air capté par la manche d'entrée traversait toute la turbine à gaz et était éjectée dans la tuyère avec les produits de la combustion. Le moteur est dit à simple flux dont le cycle comporte successivement la compression caractérisée par le taux de compression, la combustion, la détente dans les turbines, puis dans la tuyère qui détermine la vitesse d'éjection et par là même la poussée du moteur. Dans le cycle, la température atteint son maximum à la sortie de la chambre de combustion. Elle est généralement repérée comme la température à l'entrée de la turbine. Lorsque le taux de compression est fort, la réalisation est facilitée en partageant les compresseurs en deux groupes à vitesses de rotation différentes. Le moteur est dit à deux corps

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Lockheed Super Constellation

Lockheed Super Constellation
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Frank Whittle

Frank Whittle
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Concorde, premier vol d’essai

Concorde, premier vol d’essai
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Propulsion aéronautique : évolution de la consommation des turboréacteurs

Propulsion aéronautique : évolution de la consommation des turboréacteurs
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Écrit par :

  • : ingénieur de l'École centrale des arts et manufactures, ancien directeur délégué technique et production de la S.N.E.C.M.A., membre et ancien président de l'Académie de l'air et de l'espace

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Pour citer l’article

Jean CALMON, « PROPULSION AÉRONAUTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 juillet 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/propulsion-aeronautique/