La vision du projet 2050 de l’UE en matière d’aviation est de faire de l’Europe le leader mondial de la production et des services aéronautiques durables tout en répondant aux besoins de la société et de ses citoyens. À ces fins, il s’est fixé un objectif très ambitieux: réduire la consommation en énergie des aéronefs et les émissions de CO2 par passager au kilomètre de 75 % d’ici 2050.
Toutefois, cet objectif ne serait pas réalisable si l’industrie aéronautique ne comptait que sur l’amélioration progressive des technologies de pointe. Une partie de cette baisse doit être atteinte grâce à des technologies radicalement novatrices étudiées par ULTIMATE, un projet financé par l’UE, tout au long de ses trois années d’existence.
«Afin d’atteindre l’objectif de réduction de 75 pour cent, on estime que les 18 derniers pour cent devront venir des technologies de rupture développées dans le cadre d’ULTIMATE», a affirmé Tomas Grönstedt, professeur à l’Université de technologie Chalmers en Suède et coordinateur du projet, dans un
communiqué de presse récent.
À travers ses travaux, le projet a cherché à remédier aux trois principales causes de perte d’énergie dans les moteurs d’aéronefs existants: l’irréversibilité dans la chambre de combustion, l’échappement de chaleur du cœur du moteur et la dilution de l’énergie cinétique résiduelle. Ensemble, ces facteurs sont responsable de plus de 80 % de la perte en énergie totale. Les huit concepts de moteur présentés au salon aéronautique de Farnborough de 2018 représentent les solutions d’ULTIMATE pour un meilleur rendement énergétique.
Huit modèles aéronautiques innovants exposés
Deux modèles développés portent sur le concept de moteurs pré-refroidis et de combustion par détonation pulsée. Comme décrit sur le
site web du projet, «pré-refroidir le flux dans le cœur du moteur avant la combustion par détonation améliore l’efficacité volumétrique, permet d’augmenter les taux de pression de combustion, réduit le risque de pré-allumage ainsi que les besoins en refroidissement du moteur». Les partenaires du projet ont proposé un modèle pour les vols intra-Europe et une variation utilisant des turboréacteurs à engrenages pour les vols long-courriers.
ULTIMATE a développé trois concepts de moteurs de pointe. Le premier, un rotor ouvert avec un disque en nutation en cycle de tête, combat la perte d’efficacité des générateurs d’énergie des rotors ouverts via l’implémentation de cycles de tête. Les deux autres concepts développés par l’équipe incluent un turboréacteur en circuit clos en cycle bas et un turboréacteur qui combine un cycle bas à air en circuit ouvert avec un disque en nutation en cycle de tête, un refroidissement intermédiaire et une combustion secondaire. Les modèles proposent des solutions avec une puissance accrue du cœur, une réduction du poids des générateurs et une gestion thermique optimisée.
Le concept de valve ultra-fine à débit adaptatif proposé par le projet offre une solution potentielle en vue d’améliorer le fonctionnement de turboréacteurs à double flux à très haut taux de dilution équipés de nacelles ultra-fines et ultra-courtes.
Une autre contribution est un concept de récupérateur de fluide secondaire, où deux échangeurs de fluide sont installés dans le cœur du moteur. Enfin, le moteur à cycles composite développé par les partenaires du projet combine des solutions avec turbine à gaz classique et moteur à piston.
«Nous sommes désormais prêts à perfectionner ces technologies au niveau 2 de maturité technologique (TRL)»,
déclare Grönstedt.
Suite à ces réalisations, des stratégies vont être mises en place pour mettre en application les technologies ULTIMATE (Ultra Low emission Technology Innovations for Mid-century Aircraft Turbine Engines) et commercialiser les produits. Ces technologies serviront également de feuilles de route pour les futures recherches européennes sur la propulsion et l’aviation.
Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet ULTIMATE
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