L’aviation commerciale a quelques années d’incertitude devant elle. Certains pays de l’Union européenne, dont l’Espagne, se sont engagés à le train en remplacement des liaisons aériennes régional et national. Ajoutez à ce carburant de plus en plus cher et vous obtenez un cocktail inquiétant. Mais Boeing et la NASA y travaillent déjà.
La National Aeronautics and Space Administration américaine vient de publier l’attribution à Boeing de 425 millions de dollars sur les 7 prochaines années. Il s’agit d’un programme collaboratif entre l’entreprise privée et l’organisme public pour « construire et faire voler un avion à grande échelle et valider technologies pour réduire les émissions« .
De son côté, Boeing et ses partenaires apporteront un total de 725 millions de leurs coffres dans le même but. « Depuis le début, la NASA est avec vous lorsque vous volez. Elle a osé aller plus loin, plus vite, plus haut. Et ce faisant, la NASA a rendu l’aviation plus durable et plus fiable. C’est dans notre ADN », a déclaré l’administrateur de la NASA, Bill Nelson.
Maquette d’avion SUGAR Boeing
« Notre objectif […] est de produire et de tester un démonstrateur grandeur nature qui permettra de créer les futurs avions commerciaux qui sont plus économes en carburant », souligne-t-il. Et donc d’économiser une quantité importante de carburant pour les compagnies aériennes. « Si nous réussissons, nous pourrions voir ces technologies dans les avions que le public emmènera dans le ciel dans les années 2030. »
Une envergure gigantesque
Le constructeur aéronautique Boeing travaille depuis plusieurs années au développement de la Transonic Truss-Braced Wing (TTBW), que l’on peut traduire par Transonic Wing Reinforced with Beams. Le premières versions de la structure de l’aile Créées à la suite de ce projet, elles permettaient des vitesses nettement inférieures – environ 15% – aux ailes conventionnelles que l’on trouve aujourd’hui sur les avions.
Avion Boeing avec ailes TTBW dans la soufflerie de la NASA
A l’origine, le TTBW Il a été conçu pour voler entre 864 et 726 kilomètres par heure.. Pour augmenter la vitesse de croisière de l’avion, le nouveau concept a une cellule optimisée et un balayage d’aile modifié. Comme indiqué par Boeing, en ajustant l’angle de flèche de l’aile, le renfort peut transporter la portance plus efficacement.
Mais le dernier modèle, présenté au public en 2019, a déjà réussi à correspondre pratiquement, atteignant une efficacité maximale à une vitesse de 0,8 fois celle du son, environ 987 kilomètres par heure. Pour mettre les choses en perspective, un avion actuel a une vitesse de croisière d’environ 1 000 km/h.
Un autre des points clés de ce nouveau concept d’avion plus efficace concerne la augmentation substantielle de l’envergure de l’avion. En créant une telle structure en forme de poutre, les ingénieurs ont pu augmenter la longueur des ailes sans compromettre la résistance structurelle.
De bout en bout, les ailes mesurent 51,8 mètres pour un monocouloir, comme ceux habituellement utilisés pour les trajets court et moyen-courriers. Le Boeing 737-800, le modèle utilisé par des compagnies aériennes comme Ryanair et qui pourrait être équivalent à cet avion, a une envergure de 35,7 mètres. Soit 50% de moins.
Dans la soufflerie du NASA Ames Research Center
Pour assurer la compatibilité de l’avion avec les portes d’embarquement actuelles où ce modèle d’avion opère, Boeing a imaginé un système d’ailes repliables. Un concept qui s’applique déjà aux avions comme la nouvelle génération du Boeing 777 qui entrera en service dans les années à venir.
Ces nouveaux changements et améliorations ont été réalisés après faire des essais en soufflerie au centre de recherche Ames de la NASA. Boeing et la NASA étudient le concept TTBW dans le cadre du programme SUGAR (Subsonic Ultra Green Aircraft Research) depuis près d’une décennie, ont-ils déclaré dans un communiqué.
Avion Boeing avec le nouveau type d’aile NASA / Boeing
« La NASA travaille vers l’objectif ambitieux de développer des technologies innovantes pour réduire la consommation d’énergie et les émissions de l’aviation au cours des prochaines décennies« , a déclaré Bob Pearce, administrateur associé de la NASA dans la branche de l’aéronautique. La combinaison du TTBW avec d’autres avancées sur lesquelles il travaille promet une réduction de 30 % de la consommation de carburant et des émissions.
L’ambitieux projet SUGAR
La nouvelle génération d’avions mijote dans les bureaux de Boeing depuis 2006. Petit à petit, ils ont révélé plus d’informations sur le Programme SUCRE (Subsonic Ultra Green Aircraft Research ou Ultra Ecological Subsonic Aircraft Research) qui ont réussi à se cristalliser en 3 initiatives qui utilisent le type d’aile TTBW désormais promu par la NASA.
Nouvel avion Boeing aux ailes très longues NASA
Le premier est le SUGAR High en tant que concept de rapport d’aspect à grande envergure, à grande vitesse et à aile élevée. Il est estimé que offre une réduction de 8% de la consommation de carburant par rapport à un avion conventionnel à voilure haute et sert de plate-forme pour tester différents moteurs grâce à sa garde au sol plus élevée.
Le SUGAR Volt est appelé à être le premier concept d’avion de ligne commercial hybride-électrique. Son fonctionnement est similaire à celui d’une voiture hybride puisqu’il permet de réduire la consommation de carburant en le remplaçant par de l’électricité et des batteries.
Le dernier des projets en cours est le SUGAR Freeze qui utilise du gaz naturel liquéfié, des piles à combustible, moteurs électriques refroidis cryogéniquement, le stockage d’énergie de la batterie et un système de propulsion arrière innovant pour encore plus d’avantages. Comme l’indique Boeing, ce dernier est celui qui est le plus éloigné dans le temps en raison des grands défis technologiques qu’il faut résoudre avant.
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