PROPULSION AÉRONAUTIQUE

Les qualités du propulseur

Sûr et fiable

Avant toute autre chose, la sécurité est un impératif absolu pour le moteur d'aviation. Elle est établie et maintenue par une méthodologie de qualité qui s'exerce dans toutes les phases de la vie du produit.

Lors de la conception, chaque pièce est évidemment dessinée pour résister aux efforts limites et avoir la durée de vie garantie. La machine étant une construction mécanique complexe, une analyse de pannes très fine est bâtie avec une reconstitution des conséquences des défaillances, afin d'identifier les plus critiques et de leur adjoindre les redondances nécessaires.

Se déroule alors la mise au point. Les six à huit moteurs prototypes sont soumis à des essais au sol et en vol pendant trois à cinq ans, y compris des épreuves extrêmement sévères réalisées face à toutes les agressions que peut subir le moteur : givre, grêlons, morceaux de glace, débris de pneus, oiseaux petits et gros, vent de travers, surchauffes et survitesses accidentelles.

À l'issue de ces essais, l'aptitude à l'utilisation est prononcée par les services officiels du ministère de la Défense (homologation) ou de celui des Transports (certification de type), suivant l'application finale. Est ainsi constatée la conformité du matériel aux règlements nationaux et internationaux construits pour garantir le maximum de sécurité, notamment aux personnes transportées.

Les productions de pièces se font par des procédés et suivant des gammes qui ne peuvent être modifiées sans un examen préalable, voire une validation dans les cas critiques et, après montage et essais de réception, la livraison au client intervient sous couvert d'un agrément délivré au constructeur par l'Autorité de certification civile, ou le service de surveillance industrielle de l'armement.

En service, tous les incidents sont enregistrés par l'exploitant et interprétés par le constructeur avec, lorsque c'est nécessaire, l'émission de service-bulletins fixant les actions correctives. Les nombres des retards supérieurs à quinze minutes ou d'annulation de vol dus au moteur sont couramment inférieurs à un cas sur deux mille cinq cents départs, soit un taux de ponctualité de 99,96 p. 100. La fréquence moyenne de dépose du moteur pour retour en atelier est souvent au-dessous d'une intervention pour dix mille heures de vol.

Économe

La réduction de la consommation de carburant a toujours été le facteur principal animant l'évolution technologique des moteurs d'avions de transport subsoniques. Ce poste représente en effet de 15 à 25 p. 100, suivant le type d'avion, les missions et le coût du carburant, des frais directs en exploitation.

Après les succès remportés par les premiers turboréacteurs dans les années 1950, grâce à l'augmentation autorisée des vitesses de vol et le progrès considérable en résultant sur les parcours longs-courriers, une étape importante était franchie dans la décennie suivante par l'apparition des moteurs à double flux qui apportaient immédiatement une réduction de 15 p. 100 de la consommation spécifique (fig. 2).

Propulsion aéronautique : évolution de la consommation des turboréacteurs

Évolution de la consommation spécifique des turboréacteurs à usage civil. La consommation spécifique est la masse de kérosène qu'il est nécessaire de consommer dans un moteur pour produire une pousée de 9,81 N. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Il fallait attendre le début des années 1970 pour franchir un nouveau pas significatif, de 18 p. 100, avec l'introduction des moteurs double flux à grand taux de dilution (de 5 à 6). C'est la génération des gros moteurs JT 9 D, RB 211, CF 6-6 et CF 6-50 équipant les avions à grande capacité, puis, sur impulsion de la S.N.E.C.M.A., cette technologie est également appliquée aux moteurs de taille moyenne avec la famille CFM 56 destinée aux appareils de cent cinquante sièges Boeing 737 et Airbus A-320.

Les années 1980 n'auront pas vu d'évolutions nouvelles dans l'architecture générale des moteurs subsoniques. Ainsi les dernières versions du CFM 56 ne semblent présenter aucune différence avec leur aînée de dix ans, et pourtant leurs consommations de carburant sont réduites de 14 p. 100. Cette baisse continue avec les améliorations technologiques apportées en 2007.

La consommation spécifique diminue encore avec la croissance du taux de dilution et du rapport de compression. Différentes voies sont explorées : l'évolution vers une dilution de 9 comme le nouveau très gros moteur, General Electric GE 90 équipant l'Airbus A-330 et le Boeing 777, apporte encore un avantage de 14 p. 100. L'adoption plus révolutionnaire d'hélices rapides contrarotatives équivalant à des dilutions de 30 à 40, ou une solution intermédiaire du type hélice carénée sont à l'étude.

Léger et peu encombrant

Les performances des avions d [...]

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Propulsion aéronautique : évolution de la consommation des turboréacteurs
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