Moteur hybride.Illustration: Europa D'ici 2050, le conseil consultatif ACARE (Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe) veut réduire les nuisances du transport aérien de 75% pour les rejets de gaz carbonique (CO2), de 65% pour le bruit et de 90% pour les rejets d'oxydes d'azote (NOx). Les améliorations progressives de la technologie des moteurs actuels ne peuvent suffire.
Le projet AHEAD ("Advanced hybrid engines for aircraft development"), financé par l'UE, travaille donc à un nouveau moteur hybride, avec un nouveau système de propulsion et une nouvelle architecture. Les chercheurs établiront la faisabilité de ce moteur hybride pour une nouvelle génération d'ailes volantes multi-carburants. Ce type d'avion pourra transporter des carburants cryogéniques et du biocarburant. Son fuselage en aile volante assure une grande portance et pourrait améliorer le rendement énergétique et l'autonomie.
Le moteur hybride révolutionnaire intègre de nouveaux systèmes. Par exemple, les hélices carénées à rotation inverse réduisent le diamètre nécessaire et améliorent l'efficacité de la propulsion pour le même taux de dilution. L'intégration de la purge réduit la consommation de carburant, et l'utilisation de l'alimentation en couches limites sur les moteurs hybrides renforce leur rendement.
Aile volante. Illustration: Europa
Le système de combustion hybride utilise de l'hydrogène et du biocarburant (dans des conditions sans flamme) pour réduire les rejets de CO2 et de NOx. La propulsion de l'aile volante multi-carburants avec du gaz naturel liquide et du kérosène a réduit d'environ 65% les rejets de CO2 et de 80% ceux de NOx, et diminué notablement le bruit. La réduction des rejets de CO2 est supérieure pour la version fonctionnant à l'hydrogène liquide, mais il reste à en évaluer le coût CO2.
Les résultats à ce jour ont dépassé les objectifs prévus. La conception préliminaire de l'aile volante est terminée. L'architecture du moteur hybride a été optimisée. Le système de purge a été défini et l'échangeur de chaleur est en cours d'évaluation pour déposer un brevet. L'utilisation de simulations par dynamique des fluides a permis de sélectionner la meilleure géométrie pour la chambre de combustion de l'hydrogène, laquelle est maintenant en cours de fabrication.
Afin d'évaluer l'impact sur le réchauffement planétaire, les chercheurs ont étudié les effets des rejets de vapeur d'eau, de CO2 et de NOx par l'avion AHEAD équipé de moteurs hybrides. Ils ont accordé une attention spéciale à l'impact de la vapeur d'eau qui se condense en traînées à haute altitude et que l'on pense avoir un effet de serre.
Le moteur hybride du projet AHEAD représentera un grand pas en avant en termes de respect de l'environnement. La configuration en aile volante, associée à ce moteur hybride, promet d'apporter les avancées nécessaires à l'aviation civile.
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AHEAD