Airbus et CFM International misent sur "l'open fan", un moteur à ventilateur ouvert pour baisser les émissions

20 juillet 2022 à 18h40
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A380 open fan Airbus © airbus
© Airbus

L'avionneur Airbus et CFM International, propriété de GE Aviation et Safran, font la promotion de la technologie « open fan », pour des moteurs et des avions plus efficaces demain.

À l'occasion du salon de l'aéronautique de Farnborough, au Royaume-Uni, les annonces pour un secteur plus vert se succèdent, et Airbus suit de près les avancées de son partenaire CFM International, coentreprise détenue à 50/50 par Safran et General Electric. Cette dernière est en effet à l'origine de l'architecture de moteur en rupture open fan, qui pourrait bien aboutir à des économies de carburant de l'ordre de 20 %. Les tests en vol sont espérés pour la période 2025-2030.

Des ambitions communes pour des essais en vol dans la seconde moitié de notre décennie

Airbus et CFM International collaborent donc pour tester en vol le futur démonstrateur d'essais de CFM, qui vise à accélérer à la fois la maturité et le développement des technologies de propulsion avancées. Ce travail s'effectue dans le cadre du programme de démonstration RISE, pour Revolutionary Innovation for Sustainable Engine.

La technologie prendra vie à bord de l'avion amiral d'Airbus, un A380, au cours de la seconde moitié de la décennie, avec une campagne d'essais qui sera menée au centre d'essais en vol de l'avionneur européen, à Toulouse. L'A380 en question sera équipé d'un moteur open fan, situé sous l'une de ses ailes, avec un très gros porteur spécialement configuré et instrumenté.

Airbus compte beaucoup sur cette technologie et espère s'en équiper définitivement pour des appareils qui entreraient alors en service d'ici 10 à 12 ans. Il y aura évidemment une étape intermédiaire au vol d'essai de l'A380 : celle des essais au sol du moteur, suivie des essais en vol depuis le centre de General Electric Aviation à Victorville, en Californie.

100 % de compatibiliité avec du carburant d'aviation durable et une réduction de CO2

Ce programme d'essai conjointement mené par Airbus et CFM International devra aboutir à une meilleure compréhension de l'intégration moteur/aile et des performances dynamiques, et fournir des gains d'efficacité du système de propulsion. Un travail sur l'acoustique sera également fait, « pour les communautés situées autour des aéroports et aussi pour les passagers à l'intérieur de la cabine », explique Airbus.

Mais surtout, les deux sociétés veulent prouver que leur technologie offrira un meilleur rendement énergétique. Elles évoquent une réduction de 20 % des émissions de CO2 par rapport aux moteurs les plus efficaces aujourd'hui. Safran promet en outre une compatibilité du futur moteur avec un carburant d'aviation durable (SAF), et ce, à 100 %.

Open Fan technologie Airbus © Airbus
© Airbus

Avant les essais, un travail de plusieurs années déjà entamé va se poursuivre. Il s'agit notamment pour CFM et Airbus de déterminer les contraintes physiques de vol, la conception et les évaluations pour l'installation du moteur de démonstration d'essais en vol. Elles comprendront « la définition des "lignes aérodynamiques" du pylône (c'est-à-dire l'aérodynamique et les géométries physiques), l'évaluation des charges, les qualités de maniement, et les performances et la préparation de la modélisation pour soutenir l'analyse des essais en vol », nous dit Pascal Arrouy, open fan architect chez Airbus. De nombreux autres éléments de l'A380, aussi bien extérieurs qu'intérieurs, devront être adaptés pour supporter le moteur et obtenir une autorisation de vol.

Source : Safran/Airbus

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info01
Est ce que les avions pourront toujours voler aussi ‹ vite › (900km/h) avec ce genre de futur moteurs ?
yam103
Comme je comprends, on réinvente les avions à hélices.
Kratof_Muller
Non, ils voleront peut-être également à plus basse altitude.<br /> Je crois que la vitesse d un avion moderne à hélice est de 700kmh max environ et pas avec un paquebot.
jeanlain
Non, ça reste un turboréacteur, sauf que les éléments qui permettent d’aspirer et comprimer l’air ne sont pas carénés.<br /> Contrairement à un avion à hélice, ici les pales ne servent pas à générer la poussée.<br /> Ce que tu décris (la réinvention du moteur à hélice via un turboréacteur) ça existe déjà depuis bien longtemps, c’est un turbopropulseur.
MattS32
yam103:<br /> Comme je comprends, on réinvente les avions à hélices.<br /> Non. Les avions à hélices, c’est un moteur thermique « classique » qui fait tourner les hélices, hélices qui vont alors fournir la poussée qui fait avancer l’avion.<br /> Ici c’est toujours un turboréacteur, les hélices forment une turbine qui sert à compresser l’air aspiré par la chambre de combustion, et la poussée est assurée non pas par cette turbine, mais par l’éjection des gaz de combustion à l’arrière du réacteur.<br /> Exactement comme avec les turboréacteurs actuels, mais sans l’enveloppe autour de la turbine.
Martin_Penwald
Ça fait pas mal de temps que ce concept existe. Je note que ça a l’air plus grand, au niveau diamètre, qu’un turbo réacteur standard.<br /> Ce qui implique qu’il va falloir faire attention en les plaçant sur des modèles déjà existants. Et je pense effectivement aux bricolages de Boeing sur le 737 MAX.
stratos
Pas bon dommage, sur un moteur de rafale « oui » et encore plus compliqué, mais sur un civile c’est la soufflante 90% (pale de devant qui font le gros de la poussée) après rapport volume d’air et de température entre ce qui sort de la chambre de combustion et la soufflante<br />
stratos
Ce que vous appelez pale , c’est la soufflante et c’est ce qui fait env 90% de la poussée.
PsykotropyK
Kratof_Muller:<br /> e crois que la vitesse d un avion moderne à hélice est de 700kmh max environ et pas avec un paquebot.<br /> L’A400M c’est 825 km/h max. Et c’est un paquebot.
jeanlain
Non (et du coup le « pas bon dommage » est regrettable), ce qui fait la poussée d’un turboréacteur c’est l’air éjecté de la tuyère (certes injecté par la soufflante). Mais même l’air qui passe autour de la chambre de combustion passe bien DANS le réacteur, et ne permet de générer de la poussée que grâce à la forme de la tuyère, la chaleur de la chambre de combustion, et certainement effet venturi.<br /> Un moteur où la soufflante génère 90% de la poussée à elle seule, encore une fois, ça s’appelle un turbopropulseur.<br /> La page wiki sur les turboprop est d’ailleurs très claire à ce sujet:<br /> fr.wikipedia.org<br /> Turbopropulseur<br /> Pages pour les contributeurs déconnectés en savoir plus<br /> Navigation<br /> Contribuer<br /> Outils<br /> Le turbopropulseur est une turbomachine dont le fonctionnement est proche de celui d’un turboréacteur, bien que leur conception poursuive un objectif diamétralement opposé :<br /> un turboréacteur doit produire le maximum de poussée en éjectant le maximum de gaz à la vitesse la plus élevée possible, par la tuyère ;<br /> un turbopropulseur doit fournir le maximum de puissance pour la mise en rotation d’une hélice tout en perdant le minimum d’énergie dans les gaz d’échappement, afin de produire le déplacement d’un gros volume d’air le plus efficacement possible.<br />
Loposo
Car c est le futur remplaçant des moteurs d avion civil et que ça reste la soufflante ( ce que certains appelle la grosse hélice) qui produit le gros de la poussé, et pas l inverse comme décrit par Matt<br /> Bref<br /> Bonne journée
jeanlain
Mais vous faites exprès ou bien ? <br /> Quelle est ta source sur le fait que c’est un turboprop et pas un réacteur ?<br /> « Open Fan » c’est le nom qu’a donné CFM à leur moteur de type « Open Motor » ou « Propfan »<br /> Sources:<br /> airbus.com – 15 Jul 22<br /> Could an open fan engine cut carbon emissions for more sustainable aviation?<br /> The technologies being developed for the next-generation fuel-efficient propulsion systems – and whose progress Airbus follows closely – are taking shape at all the big aero-engine makers, here we focus on one of these: CFM International’s “open fan”...<br /> Là ça parle d’un « Contra-Rotating-Open-Rotor »<br /> aviationweek.com<br /> Airbus To Flight-Test CFM RISE Open Rotor | Aviation Week Network<br /> The open fan propulsion system will be flight-tested on an A380.<br /> " Airbus To Flight-Test CFM RISE Open Rotor"<br /> aviationweek.com<br /> CFM Unveils ‘Open Fan’ Demonstrator Plan For Next-Gen Engine | Aviation Week...<br /> CFM International joint venture partners GE Aviation and Safran have launched an aggressive technology development program to pave the way for a new generation of fuel-efficient unducted—or open fan—engines to enter service around the mid-2030s.<br /> « Also known as an open rotor engine, the open fan »<br /> Et un « open rotor » (ou « propfan »), en bon français, ça s’appelle une « soufflante non carénée ».<br /> Et devine ce que dit la page wiki à ce sujet ?<br /> fr.wikipedia.org<br /> Soufflante non carénée<br /> Pages pour les contributeurs déconnectés en savoir plus<br /> Navigation<br /> Contribuer<br /> Outils<br /> Une soufflante non carénée (en anglais propfan ou open rotor) est un turboréacteur dont la soufflante est fixée directement sur la turbine de puissance et en dehors de la nacelle.
Ccts
Je confirme c’est un turboréacteur mais sans carénage. Même vitesse ciblée mais moins de conso et de poids. C’est fait aussi pour être monté sur (au dessus) des avions en forme d’aile volante ou sur les futurs avions à fuselage élargi prévu dans les prochaines générations
Caka
C’est pas le fameux concept dont le bruit généré est bien plus fort que les moteurs classiques?<br /> Auquel cas cela va se heurter directement aux problèmes de nuisances sonores et la réglementation pour protéger les riverains.
tfpsly
Turbo propulseur et t-réacteurs sont deux concepts très proches, la différence étant le ratio de l’air passant en bypass vs dans la turbine. Le premier TR avait même été nommé… TP <br /> Le premier turboréacteur est construit et présenté comme « turbo-propulseur » par le roumain Henri Coandă au salon de l’aéronautique en 1910.<br /> Il y a déjà eu des développements d’open propfan, qui sont un intermédiaire entre TR et TP :<br /> stringfixer.com<br /> Propfan<br /> Un propfan , également appelé moteur à rotor ouvert , ou ventilateur non caréné (par opposition à un ventilateur à conduit ), est un type de moteur d'avion lié dans son concept à la fois au turbopropulseur et au turboréacteur à double flux , mais...<br /> Un propfan , également appelé moteur à rotor ouvert , ou ventilateur non caréné (par opposition à un ventilateur à conduit ), est un type de moteur d’avion lié dans son concept à la fois au turbopropulseur et au turboréacteur à double flux , mais distinct des deux. La conception vise à offrir la vitesse et les performances d’un turboréacteur à double flux, avec l’économie de carburant d’un turbopropulseur. Un propfan est généralement conçu avec un grand nombre de pales courtes très torsadées, similaires au compresseur de dérivation d’un turboréacteur (le ventilateur lui-même). Pour cette raison, le propfan a été diversement décrit comme un « ventilateur non caréné » ou un « turboréacteur ultra-haut-bypass (UHB) ».<br />
melcky
un dessin…
Kratof_Muller
Effectivement… C est un paquebot et il va vite.<br /> Il a environ 10 ans, donc la science derrière les hélices et les moteurs à bien évolué.<br /> Vu la faible différence de vitesse avec des avions de ligne à, turbo réacteur, j imagine que si l hélice n est pas plus utilisée, ça, doit bien être pour certaines raisons ? Fiabilité, entretien, appétit ?
twist_oliver
Troll:on<br /> Et si on réduisait de 200km/h la vitesse des avions actuels (équivalent du passage de 130 à 110 sur autoroute) ?<br /> Troll:off<br /> J’espère que ce genre de recherche aboutira et qu’il ne s’agit pas d’un coup de communication verte !
tfpsly
twist_oliver:<br /> Et si on réduisait de 200km/h la vitesse des avions actuels (équivalent du passage de 130 à 110 sur autoroute) ?<br /> Pour chaque technologie de motorisation et taille d’avion, il y a une plage de vitesse optimale. Les avions+moteurs actuels sont optimisés pour avoir la meilleure conso à leur vitesse de croisière actuelle. Cet open turbofan aura peut-être une vitesse optimale plus basse - ou pas.
promeneur001
Bizarre, il y a des années, ils ont déjà fait voir un essai sur banc au sol d’un tel moteur. Là, ils nous annoncent un nouveau programme. C’était quoi alors ces essais au sol il y a quelque années ?
Baxter_X
Très probablement un prototype en vue de faire des essais en vol…
philouze
les mêmes études qui se poursuivent.<br /> Les premiers étaient équipés d’un double fan contrarotatif.<br /> le nouveau système est plus simple : la deuxième est un redresseur, fixe
philumax
Moi, je continue de penser que l’aviation telle qu’elle est là, doit disparaître au profit des dirigeables.
Besson
Bjr, il faudrait qu’on m’explique si l’A400 M n’a déjà pas un moteur de ce type. C’est une révolution ou tempête dans un verre d’eau ?
juju251
Non. L’A 400 M dispose de 4 turbopropulseurs.<br /> C’est à dire (pour simplifier) un moteur dont la combustion est basée sur à peu près le même cycle qu’un turbo réacteur, MAIS dont les hélices fournissent la poussée.<br /> Là, il s’agit d’un turbo réacteur avec soufflante ouverte (le premier étage du compresseur).<br /> Dans le cas d’un turboréacteur, ce sont les gaz qui sortent du turboréacteur qui produisent l’essentiel de la poussée.<br /> CF ceci : Turbopropulseur — Wikipédia
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