Rolls-Royce mène des recherches sur plusieurs fronts pour pouvoir proposer des systèmes à faibles émissions pour propulser les futurs aéronefs. Deux avancées viennent d’être réalisées par le motoriste, l’une dans la propulsion à l’hydrogène (en partenariat avec easyJet) et l’autre dans les systèmes hybrides électriques.
En ce qui concerne ces derniers, une turbine compacte spécifiquement conçue pour des vols hybrides électriques a réussi sa première combustion. Elle est vouée à être intégrée dans un système de turbogénérateur léger, à destination du marché de la mobilité urbaine voire d’applications sur des hélicoptères ou des générateurs auxiliaires de puissance.
Avant d’en arriver là, les équipes de Rolls-Royce vont devoir tirer les enseignements des essais pour développer leurs connaissances sur le système, analyser les données et vérifier les choix techniques, afin d’adapter le design pour les prochains essais et le faire gagner en maturité.
Rolls-Royce se félicite toutefois d’être parvenu à ce résultat dans un délai restreint. « La première combustion de carburant de notre toute nouvelle petite turbine à gaz constitue une avancée significative, avec des étapes réussies tout au long de l’essai, depuis l’allumage jusqu’à l’arrêt du système. Cette réalisation importante fait suite au développement rapide de la nouvelle turbine, qui est passée du gel du design à l’essai en moins de deux ans », souligne Matheu Parr, directeur Clients de la division Electrical chez Rolls-Royce.
Les essais sur la turbine pour les vols hybrides électriques. Image © Rolls-Royce
Un nouveau pas vers l’hydrogène en parallèle
L’hybridation des systèmes de propulsion est une étape clef pour la décarbonation de l’aviation, mais elle ne fait pas perdre de vue un autre défi à relever : celui de développer un moteur fonctionnant à l’hydrogène. C’est l’objet d’un autre volet de recherches, menées en partenariat avec easyJet et le soutien de l’université de Loughborough au Royaume-Uni et du centre aérospatial allemand DLR.
Là, des essais ont été réussis sur une chambre de combustion annulaire complète d’un moteur Pearl 700 avec 100 % d’hydrogène, montrant que le carburant peut être brûlé dans des conditions correspondant à la poussée maximale au décollage d’un appareil. Après la mise en route d’un moteur AE2100 avec de l’hydrogène vert l’année dernière, Rolls-Royce estime « que l’élément combustion du programme hydrogène est désormais bien compris ». Mais le plus gros reste à venir avec la conception des systèmes d’alimentation du moteur en carburant et leur intégration.
En attendant, pour ces essais sur la chambre de combustion du Pearl, le motoriste a conçu de nouvelles buses de pulvérisation de carburant destinées à contrôler le processus de combustion de l’hydrogène – qui brûle plus vite et à plus forte température que le kérosène. En mélangeant progressivement l’air à l’hydrogène, elles permettent de gérer la réactivité du carburant.
« Le contrôle du processus de combustion est l’un des principaux défis technologiques que l’industrie doit relever pour faire de l’hydrogène un véritable carburant aéronautique du futur. Nous y sommes parvenus et cela nous donne envie de continuer à aller de l’avant », annonce Grazia Vittadini, responsable Technologie chez Rolls-Royce. Markus Fischer, membre du conseil d’administration de la division aéronautique du DLR (qui a réalisé les essais à pleine puissance), se réjouit quant à lui de « soutenir ce voyage technologique et de voir la technologie du brûleur arriver à maturité dans les différents appareils de notre Institut de technologie de la propulsion. »
Le voyage va à présent se poursuivre vers le prochain objectif : un essai complet au sol de l’hydrogène gazeux sur un Pearl.
Les essais sur la combustion de l’hydrogène au DLR, à Cologne. Image © Rolls-Royce
