Un moteur à réaction plus efficace se met en marche

Un moteur d'avion qui utilise un nouveau système d'engrenage pourrait réduire la pollution et augmenter l'efficacité énergétique du transport aérien.

Changement de vitesse : Le ventilateur d'admission et les turbines du turboréacteur PurePower peuvent tourner à différentes vitesses, améliorant ainsi le rendement énergétique.

constructeur de moteurs américain Pratt et Whitney , qui a développé le moteur, a signé un accord qui devrait voir le moteur entrer en service en 2016 sur la prochaine génération d'Airbus A320. La conception promet de réduire considérablement la pollution sonore et les émissions d'oxyde nitreux et de réduire la consommation de carburant jusqu'à 15 %. L'économie de carburant devrait signifier que chaque avion émettra 3 600 tonnes de dioxyde de carbone de moins par an, selon Tom Enders , PDG et président de Airbus .

Le nouveau système d'engrenage découple la turbine du moteur, qui tourne lorsque l'air le traverse, du grand ventilateur d'admission d'air à l'avant, ce qui permet de faire fonctionner les deux à des vitesses optimales, explique Graham Webb, ingénieur en chef chez Pratt and Whitney's Next Generation Product Groupe familial à East Hartford, Connecticut.

Le concept d'un turboréacteur à double flux n'est pas nouveau, dit Magda Attia , ingénieur en aérospatiale à l'Université aéronautique Embry-Riddle à Daytona Beach, en Floride. Les premières conceptions pour ce type d'engrenage de moteur remontent aux années 1980. Mais l'industrie est très résistante au changement, dit-il. Les boîtes de vitesses sont lourdes et réputées pour être très problématiques.

Si les problèmes peuvent être surmontés, les récompenses en termes de gains d'efficacité devraient être importantes, déclare Attia. Il dit que d'autres fabricants de moteurs emboîteront probablement le pas et développeront leurs propres systèmes d'engrenages.

Le nouveau moteur développé par Pratt et Whitney est un turboréacteur. Comme les autres moteurs à réaction, il brûle du carburant lorsque de l'air comprimé y passe ; le mélange air-gaz résultant se dilate pour générer une poussée. Mais dans un moteur à double flux, un ventilateur à l'avant force l'air à mouvement plus lent autour du moteur et le mélange avec les gaz chauds les plus rapides pour créer une poussée supplémentaire.

En effet, l'essentiel de la poussée générée par un turboréacteur provient de cet air by-passé. Ainsi, un moteur à réaction plus petit est nécessaire, donc moins de carburant est brûlé. L'espace autour du moteur contribue également à réduire le bruit.

La taille de la chambre autour du moteur par rapport au moteur lui-même est appelée le taux de dilution. La tendance des moteurs modernes est d'opter pour des taux de dilution de plus en plus élevés, car ils sont plus efficaces, explique Attia. Actuellement, le ratio moyen est d'environ 8:1. Le système d'engrenage permet au rapport du nouveau moteur d'être de 12:1.

Les ventilateurs d'admission à l'avant des moteurs à double flux sont entraînés par des turbines entraînées en rotation par le jet gaz-air brûlé. Le nouveau moteur permet au ventilateur d'admission de tourner à un tiers de la vitesse de la turbine, améliorant ainsi l'efficacité de propulsion. Cela permet à la fois [la turbine et le ventilateur d'admission] de fonctionner à leur vitesse optimale, explique Webb.

La conception permet également de simplifier d'autres éléments du moteur. Nous avons pu retirer plusieurs étages de turbine basse pression et deux étages de compresseur basse pression, explique Webb. Cela représente plus de 1 500 profils aérodynamiques en moins dans le moteur, ce qui réduit considérablement les coûts de maintenance pour les compagnies aériennes.

Pratt et Whitney testent un démonstrateur de turboréacteur à double flux depuis 2008 et ont effectué plus de 75 heures de vols d'essai. Au cours des deux prochaines années, 15 moteurs seront testés, avec une certification moteur attendue d'ici la fin de 2012.

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