Les nouveaux aéroplanes, dotés de moteurs repensés et faits de matériaux composites, permettent des économies de kérosène de 15%, à l’exemple de la nouvelle flotte d’EasyJet
A320neo. Quatre lettres et trois chiffres pour souligner à quel point le secteur aérien assure faire sa part d’efforts dans la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre. C’est là le nom du nouvel avion d’Airbus, lancé en 2014. Devant la presse invitée à Toulouse pour l’occasion, la compagnie britannique EasyJet a reçu le 14 juin le premier des 100 exemplaires qu’elle a commandés. Un aéroplane à 103 millions d’euros la pièce, qui permet un gain d’efficience en carburant de 15% par rapport aux habituels A320. Et un engin qui – promet- on aux riverains des aéroports – émet moitié moins de bruit (soit 85 dB). «Cela fait quatre ans que nous l’attendions», s’est réjouie Carolyn McCall, directrice d’Easy-Jet.
«L’aéronautique sera probablement le dernier domaine de mobilité où l’on utilisera des énergies fossiles», a souligné Xavier Roboam, directeur de recherche au Centre national français de recherche scientifique (CNRS) au Laboratoire de conversion d’énergie de Toulouse, le 8 juin, lors d’une conférence sur l’avenir de l’aviation. Ce qui n’empêche pas de faire des efforts pour réduire les émissions de CO2, comme s’y attellent les constructeurs. Ainsi, Airbus a lancé en 2010 le programme «neo», qui visait à améliorer l’A320, qui date de 1987 avec ses 180 sièges, en suivant plusieurs pistes.
D’abord, le profil des fameux «sharklets», ces ailerons incurvés en bout d’aile, a été affiné; cela permet quelques pour cent de baisse de consommation (3,5% sur les trajets de plus de 2800 km). Ensuite, les matériaux sont devenus composites: fibre de carbone, d’aramide (kevlar) ou de verre. Les autres emblèmes de l’utilisation de ces produits sont le Dreamliner787 de Boeing et le long-courrier Airbus A350XWB (eXtra Wide Body), dont 70% des éléments sont faits de carbone composite, de titane et d’alliages d’aluminium inédits. Longtemps cantonnée aux pièces secondaires (bords d’attaque, volets mobiles, etc.), l’utilisation de ces matériaux s’étend désormais au fuselage et aux ailes, et même aux parties les plus sollicitées, comme le caisson de liaison ailes-fuselage. «Aujourd’hui, 50% des matériaux sont de ce type, contre 5% il y a 40 ans», a résumé Yves Rémond, expert CNRS en ingénierie à l’Université de Strasbourg. Qui évoque des «ruptures lentes» dans ce domaine complexe qu’est l’aviation: «A l’inverse de ce qui se passe dans d’autres sciences, où une découverte peut induire des basculements rapides, celles de l’ingénieur mettent davantage de temps à voir leurs avancées mises en œuvre.»
Un domaine associé à ces progrès est celui de la simulation. Yves Rémond l’explique: «Dans l’immense A380, il y a 3 millions de pièces, qui ont chacune 10 dimensions ou propriétés propres, en fonction de leur composition. Il y a donc 10 à la puissance 3 millions de possibilités de combiner ces pièces pour construire l’avion le plus performant.» Les simulations permises par l’immense puissance informatique actuelle sont alors d’une grande aide.
Sans concurrent mondial
Mais surtout, l’acronyme «neo» renvoie à «new engine option»: les acquéreurs d’A320neo peuvent choisir entre deux nouveaux moteurs. Le premier, le PW1100G turbofan, est fabriqué par la firme américaine Pratt&Whitney, et a connu des incidents récemment sur des avions de compagnies low cost indiennes. Du coup, le second, le LEAP-1A, produit du consortium américano-français CFM International (né du mariage entre General Electric et Safran Aircraft Engines) est «un succès total, dit Gaël Méheust, directeur de CFM. Nous avons déjà 12 500 commandes.» «Ce moteur est sans concurrent sur le plan mondial», atteste Yves Rémond.
Le LEAP 1A, qui devrait aussi équiper l’un des nouveaux concurrents du duopole Airbus-Boeing qu’est le COMAC C919 chinois (qui a fait son vol inaugural en mai 2017), est ainsi l’un des plus évolués du secteur: les fibres composites dont sont constituées les aubes de son hélice ont été tissées en 3D, son aérodynamique a été revue et allégée, sa chambre de combustion améliorée. De quoi optimiser son enveloppe en céramique (en composite elle aussi), et donc gagner en poids et en consommation.
A terme, tous les éléments d’avion seront bardés de capteurs qui renseigneront, grâce à des diagnostics en direct gérés par intelligence artificielle, sur l’état de l’aéroplane
Ces progrès ont aussi les revers de leurs avantages: les composites, non corrosifs, plus légers et résistants que les métaux, conduisent moins bien les décharges électriques de la foudre que subissent parfois les appareils en vol – un défaut qui peut être contré par l’installation de tiges en cuivre le long du fuselage; la capacité d’absorption des chocs violents par ces matériaux (oiseaux, projectiles, etc.) est moindre que celle des métaux; enfin, l’usinage des pièces et la réparation des structures endommagées peuvent se révéler plus délicates et coûteuses. «Autant d’inconvénients que les scientifiques tentent de minimiser, à nouveau en recourant massivement à la modélisation», assure Francisco Chinesta, ingénieur en mécanique à l’Ecole centrale/Université de Nantes. Qui voit plus loin: «A terme, tous les éléments d’avion seront bardés de capteurs qui renseigneront, grâce à des diagnostics en direct gérés par intelligence artificielle, sur l’état de l’aéroplane.»
Ailleurs, on tente de glisser dans les cales de l’avion une pile à hydrogène. L’intérêt? Ce système permettrait de capter l’énergie cinétique lorsque l’avion freine, à l’atterrissage. De quoi générer de l’hydrogène. Lorsque ensuite l’avion a besoin d’électricité – au sol par exemple, lors du roulage (pour lequel il utilise habituellement un moteur) –, il suffirait de marier cet hydrogène à de l’oxygène pour produire du courant électrique et de l’eau. EasyJet est l’une des compagnies qui évaluent cette solution d’avion hybride.
Economies de carburant par passager, et de coûts par siège
L’une dans l’autre, toutes ces avancées permettent aux compagnies de parfaire leur communication quant à leur empreinte environnementale. «En 2003, chaque passager émettait 116 g de CO2 par km parcouru, explique Carolyn McCall. Aujourd’hui, c’est 80 g. Et avec la flotte «neo», nous avons fixé notre objectif pour 2022 à 72 g/km, soit une réduction massive.» Ce qui n’empêchera pas EasyJet de se développer, au contraire: en mai, la société annonçait avoir converti la commande de 30 A320neo en A321neo (à 121 millions d’euros), dotés de 235 sièges. Pas de quoi ouvrir des lignes plus lointaines, mais la possibilité d’emporter plus de passagers par vol, avec à la clé une économie de coûts fixes de 8 à 9% par siège pour la compagnie.
Quant à savoir quand les premiers Airbus «neo» d’EasyJet, d’abord basés en Angleterre, se poseront à Genève, le directeur commercial pour l’Europe du Nord, Thomas Haagensen, reste évasif: «C’est très difficile à dire tant notre flotte [de 272 avions] est interopérable», permettant presque à chaque appareil de voler n’importe où.
EasyJet veut remplacer sa flotte par des Airbus A320neo et A321neo plus économes en carburant grâce aux matériaux composites, ailerons modifiés et autres moteurs de nouvelle génération.
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En chiffres
- 102 millions d’euros: le coût du nouvel A320neo, avec 186 sièges. C’est 121 pour l’A321neo, avec ses 235 sièges
- 60% environ: la part de marché de l’A320neo par rapport à son concurrent direct, le 737MAX de Boeing
- 15%: l’économie de carburant permise par les moteurs de l’A320neo
- 50%: la réduction du bruit à l’atterrissage et au décollage
- 72 grammes de CO2/km/passager: l’objectif visé par EasyJet pour 2022; la valeur actuelle est de 80 g/km
- Plus de 5000: le nombre d’A320neo pour lesquels Airbus a déjà reçu commande
