La vision 2050 de l'UE pour l'aviation est de faire de l'Europe un leader mondial des produits et services aéronautiques durables tout en répondant aux besoins de ses citoyens et de la société. À cette fin, il s'est fixé un objectif extrêmement ambitieux :réduire la consommation d'énergie des avions et les émissions de CO 2 par passager-kilomètre de 75 % d'ici 2050.

Cependant, cet objectif ne serait pas réalisable si l'industrie aéronautique se reposait uniquement sur les améliorations progressives des technologies de pointe. Une partie de la réduction doit être réalisée grâce à de nouvelles technologies radicales, que le projet ULTIMATE financé par l'UE a ciblé au cours de sa durée de 3 ans.

« Pour atteindre l'objectif de réduction de 75 %, on estime que les 18 % restants devront provenir d'une technologie évolutive développée au sein d'ULTIMATE, " dit Tomas Grönstedt, professeur à Chalmers University of Technology en Suède et coordinateur du projet, dans un récent communiqué de presse.
Par son travail, le projet a cherché à traiter les trois principales sources de perte d'énergie dans les moteurs d'avion existants :l'irréversibilité de la chambre de combustion, chaleur d'échappement centrale et dérivation de l'énergie cinétique d'échappement. Ensemble, ceux-ci sont responsables de plus de 80 % des pertes globales d'énergie. Les huit concepts de moteurs présentés au salon aéronautique international de Farnborough 2018 représentent les solutions écoénergétiques d'ULTIMATE.

Huit conceptions aéronautiques innovantes exposées

Deux conceptions développées tournent autour du concept de noyaux pré-refroidis et de combustion à détonation pulsée. Comme décrit sur le site Web du projet, « pré-refroidir le cœur du flux avant la combustion de la détonation, améliore l'efficacité volumétrique, permet d'augmenter les rapports de pression de combustion, réduit le risque de pré-allumage et réduit les exigences de refroidissement du moteur. » Les partenaires du projet ont proposé une conception pour les vols en Europe et une variante utilisant des turboréacteurs à double flux pour les vols long-courriers.

ULTIMATE a développé trois concepts de moteur avancés. La première, un rotor ouvert avec un cycle de nutating-disque d'écrimage, combat les inefficacités des composants des centrales électriques à rotor ouvert grâce à l'introduction de cycles d'étêtage. Les deux autres concepts de l'équipe comprennent un turboréacteur à double flux avec un cycle d'arrêt en circuit fermé et un turboréacteur qui combine un cycle d'arrêt d'air en circuit ouvert avec un cycle d'arrêt à disque de nutation, refroidissement intermédiaire et combustion secondaire. Les conceptions proposent des solutions avec une puissance spécifique au cœur accrue, réduction du poids de la centrale et amélioration de l'efficacité thermique.

Le concept d'admission adaptative ultra-mince proposé par le projet offre une solution potentielle pour améliorer le fonctionnement des turboréacteurs à taux de dilution ultra-élevé équipés de nacelles ultraminces et ultracourtes.

Une autre contribution encore est un concept de récupérateur de fluide secondaire dans lequel deux échangeurs de chaleur ont été installés à l'intérieur du noyau du moteur. Finalement, le moteur à cycle composite développé par les partenaires combine une turbine à gaz conventionnelle avec des solutions de moteur à piston.

« Nous sommes maintenant en train de faire mûrir ces technologies jusqu'au TRL 2 (Technology Readiness Level), " dit Grönstedt.

Suite à ces réalisations, des stratégies seront formées pour développer les technologies ULTIMATE (Innovations technologiques à ultra faible émission pour les moteurs à turbine d'avion du milieu du siècle) en produits et les commercialiser. Ces stratégies serviront également de feuilles de route pour les futures recherches européennes sur la propulsion et l'aviation.