Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
d’un avion de type Hybrid Wing Body 1 ou Truss-braced Wing (aile renforcée par des
structures triangulaires), tous deux dérivés du concept ancien d’aile volante, et
permettant respectivement de réduire la consommation de l’appareil de 10 % à 25 %
et 10 % à 15 %. Ce type d’avion risque toutefois de rencontrer des problèmes
d’acceptabilité sociale : les passagers seront davantage soumis au roulis de l’appareil
(car excentrés de l’axe), et leur visibilité sur l’extérieur sera réduite.
On notera également qu’outre son influence sur la consommation de l’avion, la traînée
aérodynamique est également génératrice de bruit, qu’il est possible de limiter par
l’ajout de masques, notamment au niveau de l’empennage et au niveau des
« protubérances » : les atterrisseurs et les hypersustentateurs. Les gains attendus sont
de l’ordre de 5 décibels (dB) pour l’ensemble atterrisseurs/hypersustentateurs.
On notera également que la traînée de condensation provoquée par la vapeur d’eau
ou les suies (provenant de la combustion) aurait quant à elle un impact fort sur le
changement climatique du fait de la formation de cirrus qu’elle engendre dans des
conditions météorologiques particulières (augmentation de l’effet de serre 2 ).
3 Innovations importantes en matière de propulsion
Le moteur est la source principale des émissions de CO 2
, de NOX, et le principal
responsable du bruit engendré par l’avion. Un travail important devra donc être
effectué sur les moteurs (programme de recherche « Propulsion » du CORAC, mené
par la Snecma et Safran).
3.1. L’optimisation du cycle primaire de combustion
À court terme, les innovations porteront principalement sur l’optimisation du cycle
primaire de combustion des turbojets classiques. Il s’agira d’augmenter les
températures et les pressions au niveau du flux chaud du moteur, de mieux les
contrôler, d’utiliser des matériaux plus résistants à ces contraintes, de mettre en place
un système de refroidissement plus efficace et d’optimiser la forme des pales du
compresseur. Cela devrait permettre à horizon 2015 de réduire de 5-10 % la
consommation de l’appareil (mais aussi ses émissions de CO 2
, de NOX, et son bruit).
3.2. Une rupture technologique : les nouvelles architectures de moteurs
À moyen terme, un saut technologique est à prévoir avec le développement de
nouvelles architectures de moteurs. Ces moteurs posséderont un taux de dilution 3
beaucoup plus élevé que celui des turboréacteurs double flux classiques. Leur
(1) Ou Blended Wing Body (BWB) : avion qui combine fuselage classique (cylindrique) et ailes
triangulaires.
(2) Les cirrus induits par les traînées d’avions augmenteraient le forçage radiatif de l’ordre de
0,033 W/m 2 (contre 0,028 W/m 2 pour le CO 2
). Des recherches sont en cours pour confirmer ces
estimations.
(3) Le taux de dilution d’un turboréacteur à double flux est le rapport du flux froid massique (dit
secondaire, le flux extérieur) et le flux chaud massique (dit primaire, au centre du moteur). Sur les
appareils militaires optimisés en vol supersonique, ce taux est de l’ordre de 1. Pour les avions de
ligne, il est de l’ordre de 5 à 10.
Centre d’analyse stratégique - 268 - Août 2012
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