Airbus a obtenu la certification européenne du long-courrier A321XLR, à l’issue d’une campagne particulièrement axée sur la sécurité compte tenu des modifications techniques substantielles introduites lors du développement de l’appareil.
L’approbation de l’Agence européenne de la sécurité aérienne couvre la version CFM International Leap-1A.
Le directeur général d’Airbus, Guillaume Faury, avait déclaré début juillet que la certification était « très proche d’être réalisée », ajoutant : « Chaque document, justification, réponse aux questions, tout doit être complété avant que l’on passe de ‘zéro’ à ‘un’ », a-t-il déclaré.
La certification de la version équipée du moteur Pratt & Whitney PW1100G est attendue plus tard cette année.
La compagnie aérienne espagnole Iberia est sur le point de devenir le premier opérateur à accepter le XLR, supplantant ainsi sa compagnie sœur Aer Lingus, et a l’intention de mettre le biréacteur en service sur les lignes vers Boston à partir de la mi-novembre et vers Washington Dulles en janvier 2025.
Avec l’autorisation de l’AESA et la fenêtre de livraison du troisième trimestre ouverte, Airbus a cherché à s’assurer que les opérateurs sont pleinement informés des changements mis en œuvre sur cette dernière variante de l’A321neo – dont plus de 500 exemplaires ont été commandés.
CAMPAGNE DE MATURITÉ
Airbus a déjà effectué des vols de démonstration et évalué le XLR lors d’une campagne de maturité.
En octobre dernier, l’entreprise a simulé les conditions de service de l’un des trois prototypes, le MSN11080, en effectuant un vol de plus de 6 heures avec 200 personnes à bord, dont 167 de ses propres employés. Le même appareil avait effectué le mois précédent une série de tests opérationnels de 10 jours, comprenant environ 100 heures de vol sous différents climats, pour vérifier sa fiabilité technique.
La longue portée du XLR signifie que le concepteur de l’avion met l’accent sur le confort de l’équipage et des passagers, et la simulation impliquait de mesurer des aspects tels que le bruit, les vibrations et la température de la cabine.
Plusieurs changements de conception ont marqué la transition de l’A321neo de base à la variante XLR, le plus important étant le réservoir de carburant central arrière intégré de 12 900 litres et le système de carburant révisé associé, qui confère au biréacteur son autonomie d’environ 4 700 nm (8 700 km).
Associé au réservoir central et aux réservoirs latéraux de série, ainsi qu’à un réservoir auxiliaire avant en option de 3 120 litres, le réservoir arrière porte la capacité totale de carburant à près de 39 750 litres.
Mais la taille et l’emplacement du réservoir ont posé des problèmes de sécurité similaires à ceux rencontrés il y a vingt ans par Airbus lors du développement du long-courrier A340-500. Ce modèle à quatre moteurs était doté d’un réservoir central arrière de 20 000 litres mais, alors que les régulateurs européens étaient satisfaits, leurs homologues américains exigeaient une conception plus robuste pour protéger contre les déversements de carburant en cas d’accident.
Les avis de l’AESA et de la Federal Aviation Administration américaine sur le XLR sont moins contrastés, ce qui est rassurant compte tenu de la clientèle du modèle qui existe des deux côtés de l’Atlantique.
« Airbus a travaillé en étroite collaboration avec l’AESA et la FAA depuis le début du développement du XLR et nous nous sommes alignés au fil du temps sur les modifications pour satisfaire leurs nouvelles exigences », explique l’avionneur.
L’AESA a dirigé l’effort de certification, en se concentrant sur trois aspects de sécurité spécifiques de la conception du réservoir.
Le réservoir étant intégré à la structure arrière du fuselage, la préoccupation initiale de l’AESA au début de 2021 était centrée sur la protection des passagers contre les effets d’un incendie de piscine externe.
Bien que les alliages d’aluminium aient des propriétés de résistance au feu s’ils sont suffisamment épais, une peau en aluminium offre « une protection très limitée » et la fonction de protection contre l’incendie est principalement assurée par un matériau isolant.
Airbus isole thermiquement le plancher de la cabine situé juste au-dessus du réservoir, afin d’assurer le confort des passagers face au carburant froid. Mais le constructeur a découvert qu’il n’était pas possible de procéder ainsi avec des matériaux conformes aux normes de protection contre les incendies, car les panneaux isolants conformes ne s’adaptent pas à l’espace entre le plancher et le réservoir.
EXIGENCES EN MATIÈRE DE VENTILATION
Les matériaux de protection ne devaient pas compromettre les besoins de ventilation du réservoir, et l’isolation ne devait pas bloquer les panneaux de décompression du fuselage, laissant potentiellement une proportion substantielle de la zone au-dessus du réservoir sans protection contre les brûlures.
L’AESA a donc exigé que la moitié inférieure du fuselage soit résistante à la pénétration d’un feu de nappe externe, ce qui permet de gagner du temps pour l’évacuation de la cabine.
Les aéronefs équipés de réservoirs de carburant standard ou de réservoirs auxiliaires sont considérés comme suffisamment protégés contre les explosions provoquées par un incendie extérieur au sol. Les réglementations de certification exigent de démontrer qu’en cas de défaillance du système, la température du carburant restera en sécurité en dessous du point d’auto-inflammation, par exemple, tandis que les systèmes de ventilation des réservoirs de carburant doivent empêcher les explosions pendant au moins 2 minutes et 30 secondes.
Mais l’AESA estime qu’aucun de ces éléments ne couvre de manière adéquate le risque d’inflammation du réservoir arrière du XLR en cas d’incendie au sol alimenté par du carburant. Cela a incité le régulateur à exiger, en 2022, que la conception empêche l’inflammation des vapeurs – en raison des surfaces chaudes – se produisant à l’intérieur du réservoir et laisse suffisamment de temps pour l’évacuation.
Les propres exigences de la FAA sur la question – publiées en mai de cette année – indiquent qu’Airbus devrait démontrer que la conception empêche l’inflammation des vapeurs dans le réservoir pendant au moins 5 minutes d’exposition à un incendie au sol, un délai cohérent avec les études précédentes sur la survie des passagers lors d’un brûlage du fuselage.
Les modifications apportées par Airbus pour répondre aux conditions particulières de l’appareil ont notamment consisté à installer un revêtement de réservoir protecteur, résistant aux dommages et aux déversements, similaire à la solution précédemment utilisée pour l’A340-500. Le XLR sera également doté d’un carénage ventral allongé et renforcé.
« Nos avions d’essai en vol ont été modifiés au cours de la campagne d’essais en vol pour intégrer de nouvelles fonctionnalités et les valider », explique Airbus. « Un volume important de tests a été réalisé sur chaque fonctionnalité pour garantir qu’elle répond aux exigences des deux autorités. »
Airbus affirme que ces fonctionnalités sont déjà intégrées dans les avions de ses clients sur sa chaîne d’assemblage final.
L’emplacement du char, derrière le cadre 47 du fuselage, juste à l’arrière de l’aile, le rend potentiellement vulnérable en cas d’accident survivable.
Les directives de l’AESA sur la résistance aux chocs du char, publiées en 2022, stipulent qu’il convient de prendre en compte des taux de descente verticale allant jusqu’à 25 pieds/s – avec une légère réduction de 23 pieds/s pour le char lui-même, compte tenu de l’effet d’amortissement des moteurs et du train d’atterrissage.
Il stipule que le réservoir doit être installé dans une zone du fuselage peu susceptible de se briser ou de se rompre en cas d’accident offrant des chances de survie, et que différentes conditions d’impact – y compris différents poids et configurations d’avions, avec une perte possible des moteurs ou du train d’atterrissage – doivent être évaluées pour montrer que le réservoir ne déversera pas de quantités dangereuses de carburant.
FACTEURS DE SÉCURITÉ
Selon l’AESA, le glissement au sol ne devrait pas entraîner une augmentation de la température dans le réservoir au point d’enflammer le carburant ou les vapeurs. Les paramètres à évaluer comprennent des vitesses d’avancement spécifiques et un lacet allant jusqu’à 20°.
Airbus affirme que le carénage abdominal allongé comprend de nouveaux matériaux pour augmenter la protection du réservoir central arrière dans des scénarios de collision spécifiques, y compris un atterrissage avec le train rentré.
« En revanche, le carénage ventral de l’A321neo actuel, qui ne contient pas de réservoir arrière, sert principalement à donner une forme aérodynamique », ajoute le concepteur de l’avion. Cela signifie que les opérateurs de l’A321neo standard peuvent réparer le carénage de manière autonome.
Mais le carénage du XLR aura un potentiel de réparabilité « limité », en raison de son rôle de sécurité dans la protection du réservoir, explique Airbus, ajoutant : « Cela conduit à classer des sections spécifiques du carénage ventral comme élément de remplacement – à remplacer plutôt qu’à réparer en cas de dommage. »
Michael Singer, responsable du département des gros avions de l’AESA, déclare : « Nous devions être sûrs que l’emplacement de conception du réservoir ne déclencherait pas en soi un problème de sécurité, que le réservoir serait suffisamment robuste et résistant aux chocs, même dans le cas où le train d’atterrissage tomberait en panne ou qu’une menace inconnue telle qu’un objet sur la piste pourrait endommager le réservoir.
« Et enfin, nous voulions avoir la preuve que, si le réservoir était compromis, le taux de fuite serait limité afin de ne pas constituer une menace. »
L’AESA indique que la certification a nécessité 900 heures de tests en vol sur les trois avions, ainsi que plus de 400 réunions conjointes de spécialistes techniques et la production de plus de 500 documents à valider.
Airbus propose trois variantes de poids pour le XLR : deux avec un poids maximum au décollage de 101 t et une troisième avec un poids plus léger de 92,5 t. Pour supporter le poids plus élevé et la capacité à parcourir de longues distances, le développement du XLR a donné lieu à un nouveau train d’atterrissage principal et à de nouveaux volets, ainsi qu’à des systèmes d’eau et d’évacuation des eaux usées de grande capacité.
Toutes ces mises à jour techniques doivent être intégrées dans une documentation révisée avec des instructions pour le maintien de la navigabilité des différentes structures, systèmes et composants du XLR. Airbus précise que cette documentation doit être complétée avant la mise en service.
Airbus avait précédemment reconnu que la doublure protectrice du réservoir de carburant entraînerait une pénalité de poids, mais il a cherché à minimiser l’impact sur l’autonomie et estime qu’il respectera ses engagements envers les clients.
« Lorsque nous lançons un nouveau programme, nous prenons toujours des marges de manœuvre, des provisions de développement – et vous avez des risques et des opportunités dans votre performance, dans votre portée, votre vitesse », explique Faury.
« Le résultat du développement du XLR est qu’il s’agit d’un excellent avion qui répond, voire dépasse, les attentes des clients. »
Airbus a reçu des retours très positifs sur les capacités du XLR lors des vols de certification, ajoute-t-il, et l’avionneur est satisfait.
CONFIGURATION INTÉRIEURE
Mais Faury souligne que la capacité du XLR à empiéter sur les lignes long-courriers signifie que les objectifs de portée sont compliqués par de plus grandes variations de configuration intérieure, car les transporteurs cherchent à équiper la cabine monocouloir avec des fonctionnalités généralement associées aux modèles bicouloirs.
« L’un des défis auxquels nous sommes confrontés actuellement est que le XLR est victime de son propre succès », affirme-t-il.
« Les compagnies aériennes sont tellement satisfaites des avions long-courriers à couloir unique qu’elles mettent en place des cabines très complexes, lourdes et sophistiquées qui ont un impact négatif sur les performances, car elles sont beaucoup plus complexes et lourdes que ce qui était (envisagé) lorsque nous avons lancé le XLR. »
Faury affirme que l’avionneur a été en mesure de personnaliser l’avion avec « de très belles cabines, meilleures que ce que nous pensions lorsque nous avons discuté avec les premiers clients », même s’il reconnaît que le XLR a « pris un coup » en raison du poids des modifications de résistance aux chocs et des exigences de configuration des clients.
« Mais ce n’est pas grave », déclare-t-il. « C’est un bon prix à payer pour que l’avion soit un succès. »
