RISE : construire l’aviation commerciale de demain
L’engagement de Safran pour atteindre la neutralité carbone en 2050 implique de réaliser une révolution technologique. L’enjeu ? Répondre aux besoins de l’aviation commerciale avec la mise sur le marché d’un avion monocouloir équipé de moteurs de nouvelle génération ultra-efficients dès 2035. Un pari ambitieux qui se joue dès aujourd’hui au travers du programme CFM RISE avec la mobilisation de toutes les sociétés de Safran.
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Depuis le lancement du programme de démonstration technologique CFM RISE (Revolutionary Innovations for Sustainable Engines) en juin 2021, des jalons importants ont été franchis. Parmi eux figure l’accord de coopération, signé en 2022, entre CFM International et Airbus pour réaliser un démonstrateur d’essais en vol avec une architecture Open fan (c’est-à-dire sans carénage autour du fan) d’un diamètre de 4 mètres ! L’objectif est, d’une part, que cette architecture en rupture consomme 20 % de carburant en moins par rapport au moteur LEAP actuel à horizon 2035, et d’autre part, qu’il soit compatible avec 100 % de carburants durables afin d’aller encore plus loin dans la réduction des émissions de CO2. La compatibilité de cette architecture avec de l’hydrogène fait également partie des pistes à l’étude avec Airbus, qui ambitionne de faire voler un démonstrateur zéro émission avant la fin de cette décennie.
Le programme est actuellement en bonne voie, comme nous l’explique Delphine Dijoud, directrice de la marque technique : « Nous avons défini avec notre partenaire GE Aerospace l’architecture et le plan de maturation technologique. Des premiers prototypages de pièces sont également en test. En 2022, les premiers essais aérodynamiques de la turbine rapide ont eu lieu et commencent sur le fan. » La prochaine étape ? Valider le design préliminaire du démonstrateur moteur en 2023 pour qu’il puisse tourner au sol courant 2025. « En 2023, nous devons également poursuivre les essais pour monter en maturité les briques technologiques majeures qui équiperont le premier démonstrateur moteur et au-delà, inclure l’hybridation », poursuit-elle.
Ces avancées sont le fruit d’une mobilisation de tous les acteurs de l’aéronautique : avionneurs, fournisseurs, partenaires académiques et pouvoirs publics dans le cadre des programmes de Recherche et Technologie européens (notamment Clean Aviation) et nationaux. « Actuellement, des essais en soufflerie de l’Open fan et ses redresseurs à l’échelle 1/5e ont lieu à l’Onera en vue d’étudier les performances acoustiques et aérodynamiques, ajoute-t-elle. La prochaine étape, en partenariat avec Airbus, consistera à combiner cette machine avec pylône et aile, afin d’étudier l’intégration du moteur sur l’avion. Compte tenu de la taille du moteur, c’est un aspect essentiel pour comprendre tous les phénomènes physiques et acoustiques en prévision de la démonstration en vol. »
Delphine Dijoud
« Ce défi technologique s’accompagne aussi d’un défi humain. Chez Safran, de nombreux métiers contribuent au plan de démonstration, à la conception et à la fabrication, en passant par le montage jusqu’aux essais. Cela représente plus de 800 collaborateurs impliqués sur ce programme au sein du Groupe et l’effectif devrait atteindre plus de 1 000 personnes en 2023.
Toute l’expertise technologique acquise dans le cadre de RISE va nourrir notre ambition de motoriste complet, conclut Delphine Dijoud. C’est une opportunité passionnante de monter à bord de ce programme afin de trouver une solution — côté propulsion — pour répondre au défi climatique du transport aérien de demain. Pour cela, nous devons rendre robustes les briques technologiques qui nous serviront dans le futur et renforcer leur intégration, quels que soient les choix d’architecture que feront les avionneurs. »
Toute l’expertise technologique acquise dans le cadre de RISE va nourrir notre ambition de motoriste complet.
Abirami Remigius
« Je travaille sur les modules fan & turbine BP à la fois en conception et en fabrication. C’est une double compétence que j’ai acquise précédemment sur les programmes SAM146, Silvercrest et LEAP. Mon rôle est de coordonner les équipes BE-BM du CEI IC afin de faire monter en maturité les pièces confiées au CEI. Parmi les procédés du RISE, la fabrication additive a une place importante : les équipes Safran Aircraft Engines travaillent avec celles de Safran Additive Manufacturing afin d’industrialiser plusieurs références complexes, jusqu’alors faites en fonderie. Notre but est de réaliser des pièces de plus d’un mètre de diamètre d’ici cinq ans. De plus, sur une grande partie des pièces RISE, nous généralisons l’emploi de simulations numériques des procédés afin d’optimiser le design. Tout le travail mené entre aujourd’hui et 2030 est essentiel pour définir les besoins industriels de demain. Cela demande de structurer et d’optimiser les schémas industriels. »
C’est passionnant de travailler sur ce produit d’avenir, de développer des compétences pointues, tout en prenant en compte les aspects environnementaux.
Clément Cottet
« J’ai en charge l’intégration du pied de l’hélice et le système de calage variable qui est totalement en rupture comparé aux précédentes générations de moteurs. J’interviens aussi sur le cône développé avec Safran Nacelles. Pour innover, nous cherchons à tirer le meilleur de l’expérience et à aller au-delà afin de concevoir un système performant. Différentes réflexions par rapport aux turbopropulseurs existants, en partenariat avec GE et les sociétés du Groupe, sont menées en ce sens. Chez Safran Aircraft Engines, nous capitalisons toute l’expérience acquise notamment sur l’Open Rotor, testé avec succès à Istres en 2017. Et nous avons des discussions avec les avionneurs, notamment sur le système de reverse, afin de connaître leurs besoins. C’est une fierté de travailler sur la prochaine génération de moteurs qui permettra de faire avancer l’aviation, mais qui sera aussi essentielle pour garantir la pérennité de la société et du Groupe dans les années à venir ! »
Cela rend fier de contribuer à relever ce défi technique et environnemental…
Le saviez-vous ?
Plusieurs entités du Groupe interviennent à différents niveaux du plan de démonstration RISE au travers de l’accord de coopération CFM :
- 1
Safran Aircraft Engines est impliquée sur le démonstrateur moteur.
- 2
Safran Transmission Systems travaille sur le réducteur et la transmission de puissance.
- 3
Safran Additive Manufacturing Campus est impliquée dans la fabrication additive et la fonderie expérimentale.
- 4
Safran Aerosystems joue un rôle sur le dégivrage et plusieurs accessoires moteur comme la servo-valve de calage de pas.
- 5
Safran Tech accompagne Safran Aircraft Engines sur les revêtements fonctionnels, les matériaux métalliques et céramiques pour hautes températures, l’optimisation des métallurgies des pièces pour réducteurs, l’allègement par introduction de composites et la modélisation des procédés associés.
- 6
Safran Electrical & Power travaille sur l’hybridation électrique du moteur en développant des machines électriques, des harnais, des convertisseurs, des connecteurs, ou encore des composants de distribution – dont les contacteurs.
- 7
Safran Aero Boosters conçoit et fabrique des composants du moteur, à savoir : un mid-fan, un booster, des échangeurs et équipements d’huile.
- 8
Safran Nacelles élabore la structure aérodynamique en composite et métallique amont et arrière des hélices, la tuyère, certaines pièces tournantes et les surfaces acoustiques.
- 9
Safran Landing Systems travaille sur la pompe hydraulique du système FPAS (Fan Pitch Actuation System ou système d’actionnement de pas d’aubes fan).
RISE : le défi de la haute tension et forte puissance
Avec l’avènement de RISE et l’hybridation électrique, de nouvelles fonctions moteurs vont être électrifiées afin d’optimiser l’efficacité propulsive. Cette hybridation électrique assure également l’alimentation des équipements du moteur et de l’avion au travers d’un réseau de câblages haute tension. Machines électriques, harnais, convertisseurs, connecteurs, composants de la distribution dont les contacteurs : Safran Electrical & Power se tient prête à relever ce défi. Pour cela, les technologies candidates existent et sont en cours de développement sur les gammes ENGINeUSTM, GENeUSTM, GENeUSGRIDTM, mais aussi harnais et composants. Certains de ces produits ont déjà réalisé des phases d’essai en vol, mais les démonstrations de robustesse et de fiabilité restent un enjeu majeur, qui plus est dans des environnements aussi spécifiques que RISE en matière d’altitude et de températures. Le programme prévoit ainsi des démonstrateurs au sol et en vol afin de participer à la montée en maturité de ces technologies.
WORKSHOP – 03 février 2023
« Hybridation électrique » avec les équipes de Safran Aircraft Engines et Safran Electrical & Power.
Podcast Radar : en route vers l'aviation décarbonée avec RISE
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