Airbus, Boeing..., portrait robot des avions du futur !

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L’E-Fan, mis au point par Airbus Group, est doté de batteries lithium-ion-polymère pour une autonomie d’une heure. / DR
L’E-Fan, mis au point par Airbus Group, est doté de batteries lithium-ion-polymère pour une autonomie d’une heure. / DR (Crédits : DR)
Des A380 plus gros, des appareils avec des moteurs énormes sur le fuselage (open rotors), des avions électriques, des ailes volantes…, les projets des appareils de demain sont multiples et ont mission d’être le moins gourmand en carburant, voire d’être capable de s’en passer. C’est l’un des thèmes sur lequel débattront le 11 juillet au Paris Air Forum, Charles Champion directeur de l’ingénierie d’Airbus et Pierre Vellay, conseiller en stratégie de flotte chez ILFC.

Aéroport de Roissy, 2 avril 2050, piste 4. Plusieurs aéronefs patientent dans une étrange file indienne dans l'attente de décoller. Des appareils aux formes classiques datant du début du XXIe siècle côtoient des engins aux silhouettes bizarroïdes. On y trouve en effet : un vieil A380-900 de 1.000 sièges, datant des années 2020, quand Airbus a décidé de lancer sa première version allongée du fameux A380-800 mis en service en 2007 ; un avion régional de 100 places, tout électrique, à la voilure inconnue ; un appareil qui ressemblerait presque à un A321, si deux énormes moteurs à hélices (baptisés open rotors) n'étaient pas placés à l'arrière, en hauteur sur le fuselage ; une drôle d'aile volante, enfin, et ses multiples moteurs enfouis dans la cellule qui cache un B787-11 et un A350-1100, les dernières versions des antiques B787 et A350, respectivement mis en service en 2012 et 2014, et toujours en activité. Les avions des années 2010 y côtoient ceux des années 2020-2030 et ceux des années 2040-2050, lesquels sont en rupture totale avec les configurations anciennes.

« Il faut avoir conscience que des avions en développement aujourd'hui pourront encore voler dans trente ans. Ce qui n'exclut pas que d'autres concepts voient le jour », explique Antoine Guigon, directeur du département Prospective aérospatiale à l'Onera, le centre de recherche aérospatiale français.

« Difficile pour autant de dire à quoi ressembleront les avions du futur, poursuit-il. Ils dépendront de choix qui n'ont pas encore été faits. Plusieurs hypothèses sont envisageables. La prospective vise justement à dégager les facteurs communs à chacune d'elles sur lesquels il faut miser et investir. »

Objectif énergies vertes

Le cahier des charges est simple : les avions doivent être le moins gourmand possible en kérosène, voire capables de s'en passer à terme. C'est le maître mot des compagnies aériennes face au renchérissement attendu du prix du pétrole et aux impératifs de lutte contre le réchauffement climatique.

Les avions de demain devront être plus légers et disposer de moteurs plus performants afin de consommer moins et d'émettre moins de CO2 et d'oxyde d'azote (NOx). Voire, à plus long terme, être capables d'utiliser un carburant vert. De fait les énergies non polluantes (solaire, nucléaire, hydrogène...) sont au coeur de tous les projets. Les avions devront être aussi plus silencieux, pour rendre acceptable la croissance soutenue du trafic aux populations riveraines des aéroports.

À l'horizon 2030-2040, les choix technologiques sont d'ores et déjà connus pour les gros-porteurs long-courriers (plus de 250 sièges). Tous les appareils qui occuperont ce marché à ce moment-là sont, quand ils n'ont pas déjà été mis en service (A380-800, B747-8, B787-8, bientôt l'A350-900), en cours de développement (A350-800 et 1000, B787-9, B787-10, B777-8X et 9X, voire l'A330 remotorisé si cette option est validée). Autant d'avions avec une consommation de carburant comprise entre 2 et 3 litres aux 100 kilomètres par passager.

En long-courrier, la grosse nouveauté des années 2020 devrait concerner l'A380, avec le lancement éventuel d'une version encore plus grosse du superjumbo, pouvant contenir 100 sièges de plus que la version actuelle, soit 650 passagers en version de base tri-classes et 900 sièges en version tout économique ! Accompagné d'une remotorisation, un tel avion serait imbattable en termes de coûts d'exploitation.

Open-rotors

Sur le moyen-courrier en revanche, rien n'est tranché pour les avions des années 2030-2040, qui succéderont aux A320 Neo et B737 Max, les versions remotorisées des A320 et B737, prévues respectivement en 2015 et 2017. Des avions équipés d'« open rotors » - deux moteurs à hélices de 4 mètres de diamètre situés à l'arrière de l'avion - constituent le choix le plus audacieux.

Cette motorisation, sur laquelle travaille notamment Snecma (Safran) et General Electric, réunis au sein de leur coentreprise CFM International, permettrait de réduire la consommation de carburant de 10% par rapport aux moteurs Leap, le dernier cri de ses moteurs conventionnels, (qui motoriseront les A320 Neo, les C919 et B737 Max), lesquels, apporteront déjà un gain de 15% par rapport au dernier moteur CFM56 d'aujourd'hui.

Côté cellule, ces nouveaux avions pourraient être plus larges avec deux couloirs, permettant d'embarquer et de débarquer plus rapidement les passagers et d'améliorer la productivité des avions.

Le moteur électrique, surtout adapté aux petits appareils

Et après ? Tout dépendra de la contrainte énergétique, et notamment de la disponibilité et du coût des combustibles fossiles. Des architectures en rupture sont à l'étude. L'aile volante par exemple, un mix entre un fuselage et des ailes qui garantit de très fortes performances aérodynamiques, aurait son intérêt pour le transport de grande capacité et sur des lignes à fort rayon d'action. Les moteurs seraient enfouis dans la cellule, limitant ainsi les nuisances sonores.

Pour des appareils de petite taille, c'est aujourd'hui l'avion électrique qui présente le potentiel le plus important.

« D'ici à 2050, il est crédible de se projeter sur un avion électrique d'une centaine de places volant sur 1.000 kilomètres », explique Antoine Guigon.

Sur des avions plus gros, personne n'ose se prononcer. Pour autant, Jean Botti, directeur général délégué technologie et innovation chez Airbus Group (ex EADS), subodore que c'est « faisable, mais il est trop tôt pour le dire ». Airbus Group, qui a effectué en avril le premier vol de l'E-Fan, un petit biplace mû par des batteries au lithium-ion-polymère prévu en 2017, travaille sur un projet d'avion régional électrique de 100 places pour 2030.

Pour les moteurs électriques, l'idée est de mettre en place un système hybride impliquant une turbine fonctionnant au biocarburant, laquelle fournirait de l'électricité à des batteries lithium-ion qui serviraient à la propulsion.

Batteries électriques

L'un des gros enjeux se situe au niveau du stockage de l'énergie et de sa distribution vers les organes propulsifs. Tout dépendra de la capacité des fabricants de mettre au point des batteries électriques disposant d'une capacité de stockage par kilo multipliée par dix, dit-on chez Snecma.

« Pour qu'un tel avion voie le jour, il faut nécessairement envisager des concepts en rupture avec les avions d'aujourd'hui. En effet, en l'état de nos connaissances, la propulsion électrique n'est pas encore aussi performante que la propulsion par turboréacteur pour faire décoller et voler un avion commercial de configuration actuelle », explique Antoine Guigon.

D'autres scénarios existent à l'horizon 2050. Certains privilégient la vitesse comme le projet russe d'avion d'affaires supersonique, ou carrément l'avion-fusée, d'une capacité de 50 à 100 personnes, présenté par Airbus Group en 2011, lequel pourrait relier Paris à Tokyo en 2h30, contre 13 heures aujourd'hui. Mais il y a surtout des projets d'avions volant à la même vitesse (voire un peu moins) que les appareils d'aujourd'hui, mais avec une nouvelle approche du voyage pour les passagers.

Des cabines révolutionnaires

Côté cabines, Airbus travaille en effet sur un concept révolutionnaire où les différentes classes (premières, affaires, économique) disparaissent pour laisser place à des zones « de services personnalisés » : une zone de bienêtre et de relaxation dans un espace panoramique ressemblant à une immense verrière ; une zone où le passager pourra se plonger dans le monde virtuel qu'il aura choisi (golf, jeux, shopping...) ; et une zone plus fonctionnelle permettant au passager de vivre comme s'il était au sol (raconter une histoire aux enfants restés à la maison par exemple). Ceci avec des sièges pouvant changer de forme pour s'ajuster parfaitement à celle du corps.

De la science-fiction ? Rendez-vous en 2050.

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Retrouvez les analyses des intervenants du forum de l'aéronautique civil et militaire, le Paris Air Forum, qui se déroulera le 11 juillet prochain.

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Commentaires
a écrit le 24/11/2014 à 12:20 :
Merci pour ce texte très intéressant
Jean Jacques
a écrit le 21/11/2014 à 12:14 :
Aller la france !
a écrit le 12/09/2014 à 21:31 :
si certains hommes n'avaient pas cru aux " contes de fée " en les matérialisant à leurs façons, l'aviation n'aurait jamais vu le jour.....
a écrit le 28/06/2014 à 19:35 :
Une chose est claire: les vidéos faites par airbus son toujours aussi pourries. On dirait un conte de fée où l'on propose des concepts qui ne verront jamais le jour.
a écrit le 28/06/2014 à 15:22 :
Pas sur que cet avion avec vue panoramique soit très adapté aux atterrissages et décollages par gros temps, orage, neige... En tout personnellement je préfère ne rien voir et je ne dois pas être le seul dans ce cas.
a écrit le 28/06/2014 à 7:57 :
Selon la flotte moyenne actuelle, quelle est la moyenne en G de CO2/passagé pour 100 Km?
a écrit le 27/06/2014 à 18:30 :
Nous devons garder confiance en notre technologie.

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