Au cours des 12 prochains mois, un A380 fraîchement peint arrivera à Toulouse, prêt à permettre à Airbus d’entamer une série de modifications qui lui donneront finalement une apparence unique à aucun autre superjumbo existant.
Acquis auprès de l’ancien propriétaire Malaysia Airlines dans le cadre d’un accord de rachat, le quadriréacteur – MSN114, le 100e exemplaire construit – sera transformé en banc d’essai volant, permettant au constructeur d’évaluer les moteurs à fuselage étroit de nouvelle génération à partir de 2029.
Cela signifie que d’ici 2029, si tout se passe comme prévu, non seulement il arborera une nouvelle peinture intelligente mettant en valeur les couleurs FlightLab d’Airbus, mais il aura également un nouveau groupe motopropulseur radical – le démonstrateur de technologie à ventilateur ouvert RISE de CFM International – attaché à la position du moteur numéro deux.
Alors que l’avion FlightLab est conçu pour servir de banc d’essai pour n’importe quel moteur – et potentiellement d’autres technologies – sa première mission se concentre sur le RISE.
Airbus a annoncé en 2022 que le démonstrateur à ventilateur ouvert développé par la coentreprise GE Aerospace-Safran premier vol à bord d’un A380même si à l’époque il semblait avoir sélectionné son premier prototype, le MSN1, pour servir d’avion de banc d’essai.
Mais, explique Stéphane Perrin Decroux, responsable de la propulsion des démonstrateurs d’essais en vol de demain chez Airbus, alors que cet exemplaire a fêté l’année dernière le 20e anniversaire de son premier vol, l’âge a finalement pesé contre lui.
Comme l’objectif est d’aboutir à une plateforme qui supporte le développement sur des décennies, « commencer avec un avion qui a déjà 20 ans a été jugé trop risqué », dit-il. A titre de comparaison, MSN114, à seulement 12 ans, est une relative poule de printemps.
En effet, l’avion se trouve actuellement à Abu Dhabi, où son contrôle de 12 ans et d’autres tâches de maintenance sont effectués par Etihad Engineering.
La peinture aura lieu plus tard cette année avant que le MSN114 ne revienne à Toulouse prêt à être modifié pour son nouveau rôle, dont les travaux devraient débuter en 2027.
UNE AVIATION PROPRE
Airbus ne travaille pas seul : la conversion de l’A380 est en partie financée par l’UE dans le cadre de son initiative Clean Aviation dans le cadre d’un projet de 25,7 millions d’euros (30 millions de dollars) appelé COMPANION.
Lancé en janvier 2024, COMPANION vise à « définir, concevoir et préparer une plateforme commune de démonstration d’essais en vol pour permettre la validation de systèmes de propulsion ultra-efficaces développés dans le cadre de l’aviation propre… à grande échelle et dans une large gamme de conditions opérationnelles réalistes ».
Il est lié à deux projets axés sur les fuselages étroits – menés par Safran OFELIA et son successeur TAKE OFF (tous deux axés sur les moteurs à soufflante ouverte) et SWITCH (une turbine à gaz hybridée).
En plus des changements requis sur l’avion lui-même, COMPANION développe des instruments d’essai en vol (FTI) nécessaires pour mesurer plusieurs paramètres de performances, notamment l’aérodynamique, les charges, le bruit et les émissions.
Les trois grands spécialistes de la propulsion utilisent tous des moyens d’essais en vol dédiés, principalement le Boeing 747, pour tester les moteurs, même si les constructeurs d’avions s’impliquent rarement aussi tôt dans le processus de développement.
Mais comme un moteur à soufflante ouverte constitue un grand pas vers l’inconnu, notamment en ce qui concerne l’intégration des avions, Airbus souhaite recueillir autant de données que possible avant le lancement potentiel d’un programme.
COLLECTE DE DONNÉES
D’une manière générale, les efforts d’Airbus en matière de données reposent sur deux piliers : les charges aérodynamiques et structurelles que l’architecture à soufflante ouverte impose à l’aile et à la cellule, et la poussée produite par le moteur par rapport au niveau de traînée plus élevé qui sera inévitablement induit.
Dans le premier cas, cela impliquera de mesurer charges dans le plan ou 1Pune caractéristique unique des moteurs non carénés, en particulier aux angles d’attaque élevés, qui sollicite les composants de différentes manières et peut affecter la contrôlabilité de l’avion.
« Il est vraiment essentiel pour nous de caractériser cela afin de pouvoir dimensionner correctement les composants des futurs avions », précise Perrin Decroux.
Le calcul de la poussée par rapport à la traînée est également important, en raison des différences entre les moteurs carénés et non carénés.
« Quand on considère un moteur caréné sur un avion, il est assez facile de dire que l’avionneur est responsable de la traînée et le motoriste de la poussée », explique Perrin Decroux.
« Mais avec un ventilateur ouvert, en raison du fait qu’il y a une forte interaction entre le moteur et l’aile, cette notion devient un peu fragile, nous devons donc mesurer correctement ce qu’est la poussée et ce qui est la traînée. »
Notamment, le projet n’évaluera pas les performances du cœur du moteur.
« Le but pour nous est vraiment de voir ce que cela signifie d’avoir quelque chose de non caréné – donc un module basse pression (différent) – sur l’avion. Nous sommes très intéressés, mais la définition du démonstrateur de moteur, telle que proposée aujourd’hui, ne répond pas à ce besoin. »
On ne sait toujours pas de quoi sera composé le moteur de démonstration qui volera en 2029. Ducroux le décrit comme ayant un « noyau hérité » marié à un tout nouveau système basse pression : le ventilateur, les aubes directrices de sortie et le surpresseur central du ventilateur.
C’est une caractérisation juste, mais CFM reste discret sur la composition exacte du moteur.
Bien que la coentreprise de moteurs à fuselage étroit confirme que le noyau sera basé et dimensionné après la section chaude du moteur d’avion d’affaires Passport à poussée de 19 000 lb (85 kN) produit par l’actionnaire de CFM GE, elle met en œuvre de nombreuses améliorations technologiques au noyau de base spécifiquement pour le programme RISE.
De plus, Ducroux indique que CFM apportera des améliorations au système basse pression « pour se rapprocher du produit final ».
CFM ne précise pas quels sont ces changements, mais ajoute : « À mesure que les technologies évoluent, les plans des démonstrateurs sont régulièrement mis à jour pour intégrer les derniers apprentissages ».
Initialement prévue pour juin de cette année, les mises à jour proposées par CFM, et acceptées par Airbus, ont conduit à prolonger COMPANION de 12 mois jusqu’à mi-2027.
CONCEPT D’AÉRONEF
Airbus a gelé le concept global de l’avion et est en train de « converger vers la conception (gel) », une étape visée pour le second semestre de cette année. En parallèle, elle a participé à une phase de revue de concept pour le démonstrateur de moteur, avant une revue de conception préliminaire cette année.
Sur la base des analyses réalisées jusqu’à présent, les changements nécessaires sur l’A380 ne sont « pas si compliqués », explique Perrin Decroux, et incluent des modifications des commandes de l’avion et d’autres systèmes, tels que le carburant, ainsi que l’emplacement et l’itinéraire du FTI.
Le démonstrateur sera fixé sur un pylône sur mesure, « pour l’instant il n’y a rien à changer sur l’aile elle-même », ajoute-t-il.
Airbus étudie également l’opportunité d’appliquer un blindage supplémentaire au fuselage et à l’aile pour les protéger contre les débris provenant du dégagement des pales du ventilateur. De tels événements présentent des risques particuliers pour les moteurs non carénés en raison de l’absence de nacelles et d’anneaux de confinement.
Perrin Decroux affirme que l’équipe a développé un « concept de blindage robuste » – des panneaux d’aluminium supplémentaires à installer sur le dessus du fuselage – dont la mise en œuvre dépendra des futures études de vulnérabilité analysant la taille potentielle des débris et les trajectoires probables.
Bien que le premier moteur testé sur l’A380 soit le démonstrateur RISE, le rotor ouvert n’est pas son seul objectif : environ 12 mois plus tard, l’avion doit servir de banc d’essai pour un version hybridée du PW1100G de Pratt & Whitney.
En cours de développement dans le cadre du Effort SWITCH dirigé par MTU Aero Enginescelui-ci devrait être soumis à des tests en vol dans le cadre de la deuxième phase de Clean Aviation (un appel d’offres est attendu le mois prochain).
« Nous n’avons qu’une seule plateforme, c’est pourquoi COMPANION est là pour développer une plateforme d’essais en vol capable de supporter les deux campagnes, mais l’une après l’autre : open-fan d’abord, puis hybride ensuite », ajoute Perrin Decroux.
PRÉPARATION HYBRIDE
Les modifications apportées à l’avion pour la compatibilité avec le PW1100G hybride devraient être moins spectaculaires – après tout, ce moteur est une quantité connue – et inclure l’intégration du système de propulsion et de son système électrique haute tension.
Les vols de ce moteur sont attendus vers 2030 ; chaque campagne devrait être réalisée sur 6 mois.
Dans les deux cas, l’autorisation de vol ne dépend pas de la poussée fournie par le moteur d’essai, même si le comportement du moteur et les cas de panne potentielle devront quand même être pris en compte.
L’A380 volera effectivement sur trois moteurs lors de ces tests, ce qui limitera sa masse au décollage et la longueur des pistes à partir desquelles il pourra opérer. Ce qui signifie, bien sûr, que si le superjumbo était contraint d’effectuer un atterrissage d’urgence sur un aérodrome doté d’une piste plus courte, il courrait le risque de rester coincé.
Pour éviter un tel scénario, les modifications apportées à l’interface moteur des centrales d’essai sont conçues pour permettre la réinstallation d’un Trent 900, souligne Perrin Decroux.
Le superjumbo effectuera également son premier vol après modification avec quatre Trent 900 installés alors qu’Airbus cherche à capturer des données de performances de base avant de se lancer dans les tests RISE.
«Nous pourrons alors comparer dos à dos la configuration du démonstrateur par rapport à la référence», précise Perrin Decroux.
