Les volets d’avion et les groupes électrogènes de secours font partie des efforts visant à réduire la contribution de l’industrie aéronautique au réchauffement climatique.
Par TOM CASSAUWERS
Chaque fois qu’un avion décolle ou atterrit, les volets des ailes s’étendent ou se rétractent pour maintenir la stabilité et servir de rappel visuel qu’un avion est composé de milliers de pièces compliquées.
La refonte de certains de ces composants pourrait également réduire les gaz à effet de serre – y compris le dioxyde de carbone – émis par les avions. L’aviation représente environ 2,5 % des rejets mondiaux de CO2.
Tous à bord
« Nous devons prendre les devants en matière de réduction des gaz à effet de serre », a déclaré Yan Duranteau de la société aérospatiale française Safran. « Les avions doivent devenir plus propres. »
Dans le débat sur l’écologisation de l’aviation, une grande attention est accordée à des questions telles que les carburants alternatifs. En avril de cette année, l’UE convenu fixer des objectifs contraignants pour la disponibilité de carburants d’aviation durables en Europe.
Connue sous le nom de ReFuelEU, la nouvelle législation stipule qu’à partir de 2025, les fournisseurs doivent garantir que 2 % du carburant mis à disposition dans les aéroports de l’UE sont durables, passant à 6 % en 2030, 20 % en 2035 et 70 % en 2050.
Néanmoins, d’autres actions aident également. Rendre les avions plus légers, par exemple, peut réduire la consommation de carburant et, par conséquent, les émissions – une stratégie poursuivie dans le cadre du projet financé par l’UE BALANÇOIRE projet qui s’est terminé en septembre 2022 après trois ans.
« Nous avons besoin de toutes les solutions pour lutter contre le changement climatique », a déclaré Christophe Cornu, coordinateur de SWING et chercheur au Centre technique français des industries mécaniques, ou Cetim. « Cela inclut la diminution du poids. »
Rabats avant
SWING s’est concentré sur les volets Krueger situés à l’avant de l’aile de l’avion.
Lors de l’atterrissage et du décollage, ces volets sont sortis pour agrandir l’aile et modifier sa forme aérodynamique. Cela donne à l’avion plus de stabilité pendant les moments critiques où il vole à basse vitesse.
SWING a réalisé un nouveau design pour ces volets en utilisant des polymères thermoplastiques, un matériau recyclable et plus léger que les métaux habituels.
« Nous avons réduit le poids du composant de près de 20% », a déclaré Cornu.
Il espère que les matériaux développés au cours du projet seront utilisés pour plus de pièces que le volet Krueger.
« Il reste encore beaucoup de recherche, de développement et de tests à faire », a déclaré Cornu. « Mais si nous pouvons reconcevoir un avion entier avec ces nouveaux matériaux, nous pourrions réduire ses émissions jusqu’à 20%. »
Espoirs d’hydrogène
Un autre composant de l’avion en cours de refonte est le groupe électrogène de secours. En cas de perte de puissance, ce dispositif permet le fonctionnement continu des systèmes critiques tels que les commandes de vol.
À l’heure actuelle, une petite éolienne est souvent utilisée pour l’alimentation de secours dans les avions civils. Les rotations de cet équipement, appelé turbine à air dynamique et déployée depuis le corps de l’avion pendant le vol, alimentent un générateur électrique ou une pompe hydraulique.
Financé par l’UE FLHYSAFE Le projet, qui s’est terminé le mois dernier après cinq ans et demi, visait à remplacer ce système par une alternative à l’hydrogène.
L’objectif principal du nouveau système est de rendre les avions plus sûrs, même si des avantages environnementaux sont également promis.
« Une turbine ne peut pas être vérifiée à chaque vol, il serait trop compliqué de générer réellement les vitesses de l’air au sol pour faire tourner la turbine », a déclaré Duranteau de Safran, qui a coordonné FLHYSAFE. « Un système de pile à combustible peut cependant être surveillé en permanence et éviter les pannes cachées, ce qui le rend plus sûr. »
Les chercheurs du projet espèrent que leur système, qui est actuellement testé, fonctionnera mieux dans des conditions d’urgence que les turbines utilisées aujourd’hui. L’équipe a une motivation supplémentaire : prouver que l’hydrogène peut fonctionner dans l’aviation et lui servir de carburant zéro émission.
« Penser à des pièces spécifiques comme celle-ci nous permet de mieux comprendre l’hydrogène pour l’aviation », a déclaré Duranteau. « Un groupe électrogène de secours est un système complexe, avec beaucoup de contraintes. En parvenant à faire fonctionner ce système à l’hydrogène, nous faisons un grand pas en avant.
Dans la législation ReFuelEU, l’hydrogène fait partie d’un mix énergétique durable et devrait progressivement soutenir la décarbonation du transport aérien.
Long-courrier
L’unité d’alimentation de secours développée par FLHYSAFE et les nouveaux volets issus de SWING pourraient être utilisés dans les avions existants.
Mais, en raison du long temps de développement et de la certification requise dans l’aviation, leur introduction effective ne devrait pas avoir lieu avant 2030. Les nouvelles pièces devront également s’intégrer de manière transparente aux autres sections d’un avion.
« Nous avons encore un long chemin à parcourir », a déclaré Duranteau. «Les pièces pour l’hydrogène dans l’aviation, comme les réservoirs de stockage, ne sont pas encore assez matures. Nous devons les améliorer avant de pouvoir intégrer ce type de système dans un avion.
Les volets SWING sont en cours de validation avec Sonaca, une société aérospatiale belge qui fournit des pièces à l’avionneur Airbus.
« Un volet Krueger doit s’intégrer dans toute l’aile », explique Cornu du Cetim. « Concevoir le rabat ne suffit pas. Vous devez changer toute l’aile pour que cela fonctionne.
Dans la communauté des chercheurs, ce travail est considéré comme une petite mais importante contribution à la lutte contre le changement climatique.
« Aujourd’hui, nous ne redessinons qu’une petite partie de l’aile », a déclaré Cornu. «Mais les leçons apprises peuvent être utilisées pour de nombreux composants de l’avion. Ce que nous faisons ici a le potentiel de changer radicalement le fonctionnement des avions.
La recherche dans cet article a été financée par l’UE.
Plus d’informations
Cet article a été initialement publié dans Horizonle magazine européen de la recherche et de l’innovation.
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