18/03/2021

Nouvelle étude à grande échelle sur les biocarburants !



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Airbus, le centre de recherche Allemand DLR, le motoriste Rolls-Royce et le producteur de carburant durable d’aviation Neste, se sont associés pour lancer une étude sur l’Impact des carburants de substitution sur les émissions et le climat" ("ECLIF3), l’objectif étant d'étudier les effets d’un carburant 100% durable sur les émissions et les performances des avions. 

Les résultats de l'étude, réalisée au sol et en vol à l'aide d'un Airbus A350-900 équipé de moteurs Rolls-Royce Trent XWB soutiendront les efforts actuellement déployés par Airbus et Rolls-Royce permettant de s'assurer que le secteur de l'aviation est prêt pour l'utilisation de SAF à grande échelle, dans le cadre du programme de décarbonation de l'industrie.

Débuts des essais :
 

Des essais moteurs, incluant un premier vol pour vérifier la compatibilité opérationnelle de l'utilisation de SAF à 100% avec les systèmes de l'avion, ont eu lieu dans les installations d'Airbus à Toulouse, France, cette semaine. Ces essais seront suivis par des tests sur les émissions en vol qui débuteront en avril et reprendront à l’automne, utilisant un Falcon 20-E du DLR pour effectuer des mesures visant à étudier l'impact de l’usage de SAF sur les émissions. Entre-temps, d'autres tests au sol mesurant les émissions de particules sont prévus pour indiquer l'impact environnemental de l'utilisation de SAF sur les opérations aéroportuaires.

Les essais en vol et au sol compareront les émissions provenant de l'utilisation de 100% de SAF produit par la technologie HEFA (esters et acides gras hydroprocédés) à celles du kérosène fossile et des carburants à faible teneur en soufre.

Le SAF sera fourni par Neste, l'un des principaux fournisseurs mondiaux de carburant  durable d’aviation. Des mesures et analyses supplémentaires pour la caractérisation des émissions de particules pendant les essais au sol seront fournies par l'université britannique de Manchester et le Conseil national de la recherche du Canada.

"Le SAF est un axe essentiel de l'ambition d'Airbus de décarboner l'industrie aéronautique et nous travaillons en étroite collaboration avec un certain nombre de partenaires pour assurer un avenir durable au transport aérien", a déclaré Steven Le Moing, responsable du programme des énergies nouvelles chez Airbus. "Les avions ne peuvent actuellement fonctionner qu'avec un mélange de 50% maximum de SAF et de kérosène fossile; cette collaboration permettra non seulement de comprendre comment les moteurs à turbine à gaz fonctionnent avec 100% de SAF en vue de leur certification, mais aussi, d'identifier les réductions d'émissions potentielles et les avantages environnementaux liés à l'utilisation de ces carburants en vol sur un avion commercial.

Le Dr Patrick Le Clercq, responsable du projet ECLIF au DLR, a déclaré: "En étudiant le 100% SAF, nous portons nos recherches sur la conception des carburants et l'impact de l'aviation sur le climat à un niveau supérieur. Lors de campagnes de recherche précédentes, nous avons déjà été en mesure de démontrer le potentiel de réduction de la suie générée en passant de 30 à 50% de mélanges de carburants alternatifs, et nous espérons que cette nouvelle campagne confirmera que ce potentiel est encore plus important.

Le DLR a déjà mené des recherches approfondies sur l'analyse et la modélisation, ainsi que des essais au sol et en vol avec des carburants alternatifs à l'aide de l'avion de recherche Airbus A320 ATRA en 2015 et en 2018, en collaboration avec la NASA."

Simon Burr, directeur du développement des produits et de la technologie, Rolls-Royce Civil Aerospace, ajoute: "Dans notre monde post-COVID-19, les gens voudront à nouveau se connecter, mais de manière durable. Pour les voyages longues distances, nous savons que cela impliquera l'utilisation de turbines à gaz pour les décennies à venir. Le SAF est essentiel à la décarbonation de ces déplacements et nous soutenons activement l'augmentation de sa disponibilité pour l'industrie aéronautique. Cette recherche est essentielle pour soutenir notre engagement à comprendre et à permettre l'utilisation de 100% de SAF comme solution à faibles émissions”.

Jonathan Wood, vice-président de Neste pour l'Europe, chargé de l'aviation renouvelable, a ajouté: "Nous sommes ravis de contribuer à ce projet visant à mesurer les avantages considérables du SAF par rapport au carburant fossile et de fournir les données nécessaires pour soutenir l'utilisation du SAF à des concentrations supérieure à 50%. Une étude indépendante a montré que le carburant d’aviation durable Neste MY 100% permettait de réduire de jusqu’à 80% les émissions de gaz à effet de serre par rapport à l'utilisation de carburant fossile lorsque toutes les émissions liées au cycle de vie sont prises en compte ; cette étude permettra de clarifier les avantages supplémentaires découlant de l'utilisation du SAF."
 

ECLIF & ACCES :

L’utilisation de biocarburant dans l’aviation est en soi une évidence, pour autant que ce dernier puisse être produit de manière durable (compost, déchets ménagers, vieilles huiles). Mais il reste un détail qui a son importance, la validation scientifique de l’usage des biokérosènes. Pour ce faire des projets de recherches et d’analyses comme ECLIF et ACCES doivent prouver le bienfondé de ce type de carburant alternatif. Ces deux études vont venir renforcer les données déjà en possessions des scientifiques et permettre de nouvelles améliorations dans ce domaine.

Un mélange de biocarburants réduit les émissions de particules de noir de carbone d’un vol de croisière de 50 à 70 % par rapport à la combustion du kérosène de type fossil. C’est ce que démontre une étude parue dans la revue spécialisée NATURE, fondée sur les vols de mesure menés conjointement par la NASA, le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) et le National Research Council (NRC) canadien. Les résultats révèlent tout d’abord d’importantes indications sur la manière dont les biocarburants peuvent contribuer à un développement respectueux de l’environnement dans le transport aérien.

Les moteurs des avions émettent des particules de noir de carbone. Elles agissent comme des germes de condensation dans des petits cristaux de glace qui deviennent alors visibles comme traînées de condensation. Ces dernières peuvent perdurer, en cas de conditions humides et froides, à une altitude d’environ huit à douze kilomètres et former des nuages d’altitude. Ces cirrus de traînées de condensation, ainsi dénommés, ont aujourd’hui un impact aussi important sur le climat dans l’atmosphère que toutes les émissions de dioxyde de carbone réunies, celles-ci induites par l’aviation sur plus de 100 ans. Les émissions de particules de noir de carbone déterminent le nombre de cristaux de glace dans les traînées de condensation. Avec la possibilité d’utiliser les biocarburants pour réduire de plus de la moitié les émissions de noir de carbone résultant de l’échappement du moteur, une voie s’ouvre pour diminuer l’incidence climatique engendrée par les traînées de condensation.

Aux États-Unis, les scientifiques du DLR de l’Institut de la physique de l’atmosphère ont effectué des mesures du gaz d’échappement, avec un Falcon, à une distance de 30 à 150 mètres d’un DC 8 de recherche de la NASA. À cet effet, les réacteurs du DC 8 ont été utilisés pour une comparaison alternée entre le kérosène ordinaire Jet A1 et un mélange pour moitié de Jet A1 et du biocarburant HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids). Les mesures réalisées antérieurement n’avaient fourni que des informations sur la formation du noir de carbone dans les biocarburants utilisés au sol, étant entendu qu’en configuration de vol, d’autres conditions environnementales prévalaient. La campagne passée d’essais en vol menée depuis le Armstrong Flight Research Center de la NASA faisait partie du projet de recherche ACCESS (Alternative Fuel Effects on contrails and Cruise Emissions Study), auquel le DLR et le NRC Canadien ont pris part.

Depuis près de 20 ans, le DLR et la NASA travaillent ensemble dans le domaine de la recherche atmosphérique. Dans la recherche aéronautique, les deux partenaires se sont engagés, notamment pour des projets de recherche communs dans les domaines de la gestion du transport aérien et des vols à faibles émissions et peu bruyants. Une étroite collaboration pour la recherche sur les émissions du biocarburant est également projetée dans l’avenir.

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Photos : l’Airbus A350-900 flightLab @Airbus

 

13/11/2020

Rolls-Royce prépare une nouvelle génération de moteurs plus écoresponsable !

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Offrir des motorisations plus propres pour les avions de demain est devenu la ligne directrice des motoristes. Faire des moteurs économiques a toujours été la norme dans l’avion, mais cela ne suffit plus, il faut impérativement les rendre plus propres.

L’industrie de l’aviation veut faire « encore mieux » :

En ce qui concerne l'aviation, il faut savoir que les émissions de CO2 par passager ont diminué de 80% au cours des 70 dernières années pour ne plus représenter, avant la crise Covid-19, que 2 à 3% des émissions globales. Moins que le secteur digital, dont les tenants du streaming vidéo ne sont jamais montrés du doigt. Et pourtant l'aviation subit des attaques sans commune mesure avec son impact réel sur le climat. Elle est devenue l'otage d'une idéologie qui prône la décroissance comme seule solution aux enjeux environnementaux et qui déroule un « avion-bashing », un dénigrement, qui frôle le fanatisme, comme pour se donner bonne conscience et oublier qu'on pollue plus ailleurs. Pour ces raisons, l’industrie aéronautique veut faire encore mieux et montrer qu’elle est le « leader » de la transition écologique vis-à-vis d’autres secteurs.

Les motoristes au travail :

La motorisation électrique par exemple est en marche avec plusieurs projets en cours. Mais d’ici là et pour faire voler de gros avions, les turboréacteurs ont encore de l’avenir. Ceux-ci doivent encore évoluer, les motoristes sont engagés dans de nombreux défis à court terme.

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Une nouvelle famille pour Rolls-Royce :

Le motoriste anglais Rolls-Royce travaille sur un nouveau type de démonstrateur qui doit déboucher l’avènement d’une nouvelle famille de turboréacteurs.  Le démonstrateur de Rolls-Royce ALECSys (Advanced Low Emissions Combustion System), doté d'une technologie intégrée aux programmes de moteurs Advance3 et UltraFan, est testé au sol sur son site aérospatial civil de Derby.

Dans le cadre de sa stratégie de développement durable, Rolls-Royce travaille à réduire les émissions produites par ses futurs moteurs. La réduction des émissions des turbines à gaz fait partie de la stratégie plus large de développement durable de Rolls-Royce, qui implique également un soutien à l'utilisation accrue de carburants d'aviation durables (SAF) et une recherche intensive sur les architectures et technologies de propulsion de rupture. Le système de combustion à mélange pauvre améliore le prémélange du carburant et de l'air avant l'allumage - offrant une combustion plus complète du carburant, entraînant une réduction des émissions de NOX et de particules fines.

Selon Rolls-Royce, cela permettra une combustion plus complète du carburant, entraînant une réduction des émissions. Le développement du système est soutenu par l'UE via Clean Sky et au Royaume-Uni par l'Aerospace Technology Institute et Innovate UK. La première série de tests a débuté en 2018 et cette dernière phase se concentrera sur la validation des performances d'émissions, du logiciel du système de contrôle moteur et des performances fonctionnelles.

Une technologie bientôt disponible :

La technologie ALECSys figurera dans la conception du moteur UltraFan® que Rolls-Royce rendra disponible à partir de 2025. L'UltraFan est une conception évolutive adaptée aux avions à fuselage large et à fuselage étroit. Il est conçu pour offrir une amélioration du rendement énergétique de 25% par rapport à la première génération de moteurs Rolls-Royce Trent.

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Photos : Technologie de démonstration ALECSys avec l’UltraFan @ Rolls-Royce

26/07/2019

Tempest, une cellule d’essais pour 2020 !

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L’avionneur italien Leonardo a confié à la société 2Excel Aviation la fourniture d'une cellule d’avion d'essai dans le cadre de l'équipe d'initiative du futur avion de combat européen Tempest. En collaboration avec BAe systems et le ministère de la Défense l'avion d'essai serait mis en service au début des années 2020.

Leonardo est l’un des quatre principaux partenaires industriels du programme « Tempest » mis au point par le bureau des capacités rapides de la RAF, le laboratoire de la science et de la technologie de la défense (DSTL) et l’équipement et le soutien de la défense (DE & S), BAE Systems, MBDA UK et Rolls-Royce. L’avionneur suédois Saab  est actuellement en passe d’entrer dans les travaux du futur avion.

Selon le ministère de la Défense, le Tempest, doit entrer en service au début des années 2030, est en train de se développer "de l'intérieur vers l'extérieur", en mettant l'accent sur les systèmes et les capteurs plutôt que sur la cellule.

BAE Systems a déjà annoncé son intention de proposer une charge utile flexible, une cellule adaptable, une détection à longue portée des armes à énergie directe au laser, des matériaux de pointe, un entretien intelligent avec une architecture reconfigurable dynamiquement. Une cyber protection et un raisonnement de confiance en intelligence artificielle seront de la partie. L’avion disposera d’un cockpit 'portable' (configuration anticipée). Les futurs moteurs sont à l’étude actuellement, la RAF vantant récemment la notion de technologies et de moteurs hypersoniques à Mach 5+ en cours de développement pour les futures plateformes dont le Tempest. 

En plus de l’avion lui-même, le Tempest fonctionnera de concert avec les véhicules aériens sans pilote (UAV) «loyal wingman» développés dans le cadre du programme LANCA (Lightweight Affordable Novel Combat Aircraft), ainsi que tous les autres actifs faisant partie du programme Future Combat Air Système (FCAS).

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Photo :maquette du Tempest @ BAe Systems

 

20/12/2017

L’US Air force prépare à la remotorisation des B-52 !

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L’US Air Force a publié cette semaine les détails, ainsi que le calendrier et les concurrents susceptibles de venir fournir un nouveau moteur pour la flotte de bombardier B-52 « Stratofortress ». Au total, se sont pas moins de 608 nouveaux turboréacteurs, qu’il faudra produire pour remplacer les huit Pratt & Whitney TF33 sur chacun des 76 bombardiers B-52H en service au sein de l'US Air Force.

Selon la Division de soutien logistique de l’USAF en charge des B-52, les centrales électriques des moteurs TF33 sont âgées de 60 ans et ne tiendront pas au-delà de 2030. De plus en raison de l'âge, les pièces sont en passe de venir obsolètes et la rareté ce celles-ci inquiète les équipent de maintenance.

Par ailleurs, une étude a démontré qu’une remotorisation pourrait réduire la consommation de carburant de 20à 40%. Le remplacement du moteur comprendrait donc la rénovation du système d'alimentation électrique du B-52H, l'installation de nouveaux générateurs et le câblage pour soutenir les nouveaux appareils électroniques.

Pour l'USAF, il existe deux options de remplacement. La première consisterait à déléguer la sélection du moteur à un entrepreneur d'intégration unique. La seconde stratégiesde l'USAF consiste à sélectionner l'entrepreneur d’un moteur, après une compétition en une étape ou un processus d'appel d'offres en deux étapes.

Un calendrier serré :

Un calendrier théorique utilisant le processus d'appel d'offres en deux étapes indique que le programme prendra 17 ans. L'USAF vient de recevoir des fonds de démarrage au cours de l'exercice 2018 pour consolider la stratégie d'acquisition et lancer une demande de propositions à l'industrie. Si l'US Air Force choisit un processus d'appel d'offres en deux étapes, la capacité opérationnelle initiale pour le B-52H remotorisé serait fixée pour l'exercice 2029, avec une capacité opérationnelle totale déclarée cinq ans plus tard.

La perspective de vendre plus de 600 moteurs aux États-Unis a attiré plusieurs soumissionnaires potentiels. En plus de titulaire P&W, Rolls-Royce et GE Aviation ont montré de l’intérêt. Le motoriste anglais a été le premier à se manifester en septembre dernier avec une offre.

Pour Rolls-Royce, un nouveau moteur permettrait de diminuer les besoins en ravitaillement en vol et évite les risques d'obsolescence que les moteurs plus anciens pourraient poser à terme.

Le BR725 de Rolls-Royce combine des fonctionnalités éprouvées des familles BR 700 et Trent et offre ainsi une puissance propre et efficace pour toute une nouvelle classe d’avions. Le BR725 est puissant, avec une poussée maximale de 16,100lb, est plus de 4 dB cumulatif plus silencieux. Il a une consommation de carburant spécifique de 34 % de mieux que les TF33 actuels.La technologie de pointe de ce moteur a considérablement augmenté les intervalles de maintenance, et permet d’éliminer les inspections à mi-parcours.

Le B-52 jusqu’en 2050 :

Une remotorisation semble aujourd’hui évidente, car Le B-52H demeurera opérationnel au-delà de 2050, alors que la flotte approche un siècle de service opérationnel en 2055.

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Photos : B-52H @ US Air Force

15/09/2017

Rolls-Royce propose de remotoriser le B-52 !

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Le motoriste anglais Rolls-Royce propose de remotoriser la flotte de bombardier américain B-52 « Stratofortress » avec son BR725. Cette proposition fait suite à une réflexion lancée par l’USAF en ce sens.

Cette annonce vient contrer les plans du motoriste Pratt & Whitney qui a présenté une version améliorée de son moteur original le TF33 pour soutenir le B-52 jusqu’en 2050. Pour Rolls-Royce, un nouveau moteur permettrait de diminuer les besoins en ravitaillement en vol et évite les risques d'obsolescence que les moteurs plus anciens pourraient poser à terme.

Le BR725 de Rolls-Royce combine des fonctionnalités éprouvées des familles BR 700 et Trent et offre ainsi une puissance propre et efficace pour toute une nouvelle classe d’avions. Le BR725 est puissant, avec une poussée maximale de 16,100lb, est plus de 4 dB cumulatif plus silencieux. Il a une consommation de carburant spécifique de 34 % de mieux que les TF33 actuels.La technologie de pointe de ce moteur a considérablement augmenté les intervalles de maintenance, et permet d’éliminer les inspections à mi-parcours.

Un B-52 à quatre moteurs ?

Un tel changement obligerait de changer la configuration de huit moteurs à quatre pour le B-52. Hors, l'USAF a annulé ses plans pour reconfigurer les B-52 avec quatre moteurs, ce qui aurait nécessité des modifications coûteuses aux ailes. Par ailleurs, l’USAF ne dispose pas d’un budget pour un tel changement. Pour le motoriste anglais, il est important de pouvoir se positionner sur le sujet, car la question reviendra sur la table très prochainement.

 

Photo : B-52 @ USAF