Rupture en vue dans la motorisation des avions. Safran et General Electric (GE) promettent de remettre en cause l’architecture qui prévalait jusque-là dans l’aviation commerciale, depuis l’après-guerre. Les industriels français et américain ont en effet annoncé lundi 14 juin le lancement d’un programme de développement technologique, dénommé CFM Rise (Revolutionary innovation for sustainable engines) : il devra aboutir à terme à la mise en service d’un moteur non caréné pour le segment des moyen-courriers, capable de réduire de 20% les émissions de CO2 par rapport aux moteurs actuels, aux alentours de 2035. Aucun chiffrage financier n’a à ce stade été dévoilé.
Pour l’aviation, qui cherche la formule de l'avion zéro émission, c’est une vraie révolution : les moteurs des avions commerciaux sont tous équipés d’une nacelle qui englobe la soufflante. La nécessité de proposer un moteur en rupture s’explique par les limites atteintes par l’architecture actuelle des systèmes propulsifs pour lesquels les gains sont de plus en plus difficiles à obtenir, d’autant que les moteurs sont devenus de plus en plus gros. Or l’absence de carénage, « l’open fan », permet d’augmenter fortement le taux de dilution (rapport entre les flux d'air chaud et froid), facteur clé de l’efficacité d’un système propulsif.
Une société commune qui a du souffle
En d'autres termes, cette architecture offre les performances d'un turboréacteur classique mais avec la moindre consommation en carburant des turbopropulseurs (avions à hélices). L’esquisse dévoilée du nouveau moteur, en image de synthèse, présente deux hélices extérieures, l’une mobile et l’autre fixe. Des moteurs qui pourraient se situer en queue d’appareil, ou au niveau des ailes. Alors que le secteur s’est fixé pour objectif de réduire ses émissions de CO2 par deux d’ici 2050 par rapport à 2005, Safran et GE tentent donc de prendre la main sur les nouveaux monocouloirs des prochaines décennies.
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"Nous sommes en train d’ouvrir un nouveau chapitre de CFM", a lancé Olivier Andriès, le directeur général de Safran. Car le tandem n’est pas né de la dernière pluie, bien au contraire. Les deux industriels ont créé en 1974 une société commune, CFM International, devenu le champion industriel des moteurs pour les moyen-courriers, avec le CFM 56 puis le Leap, équipant toute la famille des Boeing 737 et plus de la moitié des Airbus A320. Au total, CFM a livré quelque 35 000 moteurs. Le lancement de CFM Rise a d'ailleurs été l'occasion de prolonger de dix années supplémentaires leur partenariat, jusqu'en 2050.
Décarbonation à tous les étages
Les deux partenaires remettent le couvert, mais cette fois-ci, le défi est encore plus grand. "Pour respecter les engagements environnementaux du secteur, la nouvelle génération d’avions va devoir réduire ses émissions de CO2 de 90%", a chiffré Olivier Andriès. Si les industriels misent également sur les énergies alternatives et l’optimisation du trafic aérien, les systèmes propulsifs sont eux aussi au cœur de la bataille. Jusque-là, les motoristes parvenaient à une amélioration d’environ 1% par an. Le Leap, qui offrait une réduction de 15% des émissions de CO2 par rapport au CFM 56, avait nécessité un montant pour son seul développement d’environ 2 milliards d’euros. Les ambitions du nouveau moteur vont les obliger à accélérer le rythme et sans doute les investissements.
Devenue l’une des priorités du secteur, la décarbonation démultiplie le champ des possibles en matière de sources d’énergie et oblige encore davantage à miser sur les technologies innovantes. Le nouveau moteur civil que concoctent Safran et General Electric sera en particulier capable de fonctionner quels que soient les choix énergétiques des avionneurs : avec 100% de biocarburant, en consommant directement de l’hydrogène tout en faisant la part belle à l’hybridation électrique. Ce moteur pourrait-il équiper l’avion à hydrogène qu’Airbus compte mettre en service en 2035 ? "Notre moteur ne cible pas un programme en particulier, il pourra fonctionner avec 100% de carburant alternatif, y compris l’hydrogène, a détaillé Olivier Andriès. L’option hydrogène est potentiellement compatible avec notre nouveau moteur."
Safran et GE fans de l'open rotor
Autres technologies au menu : des aubes de soufflante en composite fibres de carbone, des alliages métalliques résistants à très haute température, des composites à matrice céramique (CMC) et la fabrication additive. "Le programme RISE comprendra plus de 300 prototypes de composants, modules et assemblage de moteurs complets, précisent dans leur communiqué de presse commun Safran et General Electric. Il est prévu de réaliser des tests au sol d’un démonstrateur moteur sur les sites d’essais de GE et de Safran vers le milieu de la décennie, suivis de près par des essais en vol."
Si cette architecture est bien en rupture avec les moteurs existants, les deux industriels ne se lancent pas totalement dans l’inconnu. General Electric s’est penché sur l’architecture non carénée au mitan des années 80, avec le GE 36, moteur qui n’avait pas dépassé le stade des essais au sol. Quant à Safran, le motoriste a débuté des essais au sol d’un open rotor en 2017 sur la base aérienne d'Istres (Bouches-du-Rhône). Les partenaires ont notamment dû s’atteler à réduire les nuisances sonores générées par ces architectures. Ils vont pouvoir mettre à profit leurs expériences passées pour concevoir leur nouveau moteur et séduire les avionneurs, Airbus et Boeing en tête.
