Jet écologique: la voie du 1er constructeur allemand MTU

Repenser le vol: sur la voie du zéro émission

Les avions et les moteurs civils doivent devenir encore plus économiques, plus écologiques et plus silencieux. Les exigences sont de plus en plus ambitieuses: zéro émission est l’objectif majeur de l’aviation.

MTU Aero Engines fait face à cette responsabilité et n’a jamais eu de réponses aussi prospectives qu’aujourd’hui: le premier constructeur allemand de moteurs pour jet de ligne et jet privé travaille en parallèle sur des concepts de moteurs évolutifs pour demain et des idées révolutionnaires pour après-demain.

Le travail de développement a deux axes: la poursuite du développement évolutif de la turbine à gaz basée sur le turboréacteur à engrenages combiné à des concepts d’entraînement révolutionnaires ainsi que l’électrification de la chaîne cinématique aussi complètement que possible, afin d’être aussi sans émissions que possible en vol. De tous les concepts considérés, la conversion de l’hydrogène en électricité à l’aide d’une pile à combustible présente le plus grand potentiel de MTU.

Concepts évolutifs et révolutionnaires

Le turboréacteur à engrenages est au centre du développement évolutif de la turbine à gaz. L’objectif est d’atteindre son plein potentiel. MTU se concentre sur le développement et l’optimisation de ses composants de compresseur haute pression et de turbine basse pression haute vitesse. Dans le même temps, les experts en moteurs travaillent à combiner le turboréacteur à double flux éprouvé et optimisé avec des technologies entièrement nouvelles. Deux concepts émergent: dans l’approche du cycle composite, le système de compresseur haute pression conventionnel doit être complété par un compresseur à piston et un moteur; avec le concept de moteur WET, un processus de puissance à vapeur est intégré dans le processus de turbine à gaz.

25% d’émissions de CO2 et de consommation de carburant en moins

Voler avec de la vapeur d’eau: la combustion humide réduirait considérablement les émissions de dioxyde de carbone et d’oxyde d’azote. WET signifie Turbofan amélioré à l’eau (Water-Enhanced Turbofan). En pratique, la chaleur produite par le turboréacteur est canalisée dans un compresseur à turbine dans le corps de l’aéronef, dans la base bas de l’aile. En ajoutant de l’eau, le compresseur transforme la chaleur en vapeur, qui est injectée dans le turboréacteur Turbofan réduisant ainsi une réduction des émission de CO2 de 25% et du bruit de 50%. La réduction de la consommation de carburant devrait également être d’environ 20%.

Les concepts révolutionnaires incluent également les entraînements électriques. MTU se concentre sur la pile à combustible  à hydrogène, c’est-à-dire un moteur à pile à combustible. À cette fin, il a constitué sa propre équipe d’experts et signé un protocole d’accord avec le Centre aérospatial allemand (DLR) début août: les partenaires souhaitent développer et valider conjointement une chaîne cinématique à pile à combustible. Un Do228 sert de démonstrateur de vol.

Carburants alternatifs durables

MTU attache une grande importance aux carburants alternatifs durables (Sustainable Aviation Fuels = SAF), comme le biocarburants, car: les objectifs ambitieux de protection du climat pour 2050 ne peuvent être atteints qu’avec l’utilisation de carburants renouvelables et durables. L’avenir appartiendra probablement aux carburants power-to-liquid (PtL) et sun-to-liquid (StL) qui utilisent de l’électricité verte ou de l’énergie solaire pour produire les carburants. Les SAF satisfont aux spécifications pour les carburants d’aviation et peuvent être utilisés immédiatement dans l’infrastructure existante. À plus long terme, l’hydrogène est un carburant idéal. Par rapport aux carburants PtL, l’hydrogène peut être produit de manière plus efficace et rentable, mais nécessite une nouvelle infrastructure et de nouvelles conceptions d’aéronefs.