Le lancement du premier réacteur de la gamme Purepower de Pratt & Whitney pour le CSeries de Bombardier en 2008, basé sur une architecture à réducteur (GTF – Geared Turbofan) entre la soufflante et l’arbre de la turbine basse pression, a marqué le grand retour de Pratt & Whitney dans l’aviation commerciale.

Cette technologie de rupture, qui sera aussi un jour utilisée par le motoriste britannique Rolls-Royce (programme Ultrafan), permet en effet d’augmenter considérablement le taux de dilution du moteur tout en s’affranchissant des multiples répercussions aérodynamiques et thermiques à l’intérieur du cœur du réacteur. Il en résulte un moteur relativement compact, mais disposant d’un taux de dilution record (12 pour la version destinée à l’A320neo) grâce à une large soufflante tournant plus lentement, propice à d’importantes économies en consommation en carburant.

Sélectionnée aujourd’hui pour propulser cinq familles d’appareils, la gamme Purepower de Pratt & Whitney est la motorisation de lancement de l’A320neo dont le premier exemplaire est livrable avant la fin de l’année. Le recours à un réducteur n’est cependant pas complètement nouveau, des avions d’affaires utilisant déjà cette architecture (on pense par exemple au réacteur TFE731 de Garett/Honeywell présent sur les Falcon 900 de Dassault), mais jamais à des puissances et à des bypass aussi élevés.

Le PW1100G-JM (JM pour Japanese Aero Engine Corporation et MTU, les deux autres partenaires du programme) se décline en cinq versions destinées aux A319neo (PW1122G-JM et PW1124G-JM), A320neo (PW1127G-JM) et A321neo (PW1133G-JM et PW1135G-JM). Cette nomenclature indique la puissance maximale de chaque version, la famille PW1100G pouvant fournir entre 22 000 et 35 000 livres de poussée. Pratt & Whitney a tout fait pour que sa famille PW1100G soit le successeur naturel du V2500 d’International Aero Engines (IAE) face au programme LEAP de son concurrent franco-américain CFM International. Le motoriste d’UTC a ainsi racheté la participation de Rolls-Royce dans IAE en 2012, totalisant ainsi près de la moitié des parts.

De son côté, la coentreprise formée par General Electric et Snecma (groupe Safran) a choisi une approche plus conservatrice quant à l’architecture des successeurs des CFM56 (CFM56-5B pour les A320ceo et CFM56-7B pour les 737NG), la famille de réacteurs qui domine aujourd’hui très largement le marché des moteurs de cette puissance.

Bien sûr, l’augmentation importante du taux de dilution du LEAP, qui contribue grandement à la réduction de la consommation en carburant (supérieur à 10 pour l’A320neo contre 6 pour l’A320ceo par exemple), a nécessité de très lourds investissements en termes de réduction de masse et de dispersion de chaleur. L’augmentation de la taille des réacteurs implique en effet une vitesse de rotation plus rapide, des températures plus élevées et, à matériaux égaux, une augmentation de leur masse.

On citera évidemment la soufflante composée d’aubes tissées en 3D et utilisant le procédé RTM (moulage par injection de résine), qui permet de réduire sa masse à seulement 79 kg (contre 118 pour les soufflantes de CFM56) tout en continuant à disposer de bords d’attaque en titane. De même, une grande partie du carter du fan est constituée de matériau composite réduisant sa masse de l’ordre de 30%.

Avec le LEAP-1B, CFM International est le motoriste exclusif de la famille 737 MAX. © Boeing

Les réacteurs LEAP font également appel à de nouveaux matériaux comme les CMC (composites à matrice céramique) pour des aubes de turbine BP et pour des anneaux de turbine HP, une première dans l’aviation commerciale. Des aubes intégralement fabriquées en nouvel alliage à base d’aluminure de titane (TiAl), plus léger que les alliages à base d’aluminiure de nickel, seront également présentes au niveau de la turbine basse pression. Selon CFMI, les technologies utilisées sur les réacteurs LEAP permettent une diminution de la masse de chaque avion de l’ordre de 500 kg par rapport aux réacteurs de générations précédentes, tout en conservant une fiabilité et une durabilité égale, malgré l’augmentation générale de la température du moteur. En revanche, la masse exacte des différentes variantes du LEAP n’a pas encore été officialisée.

Cette stratégie s’est d’ailleurs révélée payante pour CFM International qui a pu conserver la motorisation exclusive de la famille 737 MAX avec son LEAP-1B, en tenant compte évidemment des spécificités propres aux monocouloirs de l’avionneur américain (on se souvient des débats quant au diamètre de la soufflante, liés à l’intégration sous aile…).

Ainsi, sur les quelque 7 400 monocouloirs remotorisés en commande chez Airbus et Boeing, le motoriste franco-américain s’est pratiquement assuré la motorisation de plus de 70% des appareils, dans l’hypothèse où CFM International réussira à maintenir sa part de 53% sur la famille A320neo (sur la base des appareils dont la motorisation a déjà été annoncée). CFMI a déjà contractualisé des commandes pour 10 000 réacteurs LEAP, en prenant aussi en compte le C919 de la COMAC.