C. L'ÉLECTRIFICATION DES SYSTÈMES NON PROPULSIFS
Il est possible de consommer moins de carburant en le remplaçant par de l'électricité lorsqu'il n'est pas absolument nécessaire.
La source d'énergie des systèmes non propulsifs comme la climatisation, le dégivrage, le démarrage moteur, effectué par les groupes auxiliaires de puissance ou APU53(*), est normalement le kérosène, mais ce pourrait être directement de l'électricité. À ce jour, une électrification partielle des systèmes non propulsifs est déjà réalisée, mais les évolutions techniques tendent vers une électrification plus poussée, ce qui a conduit au concept de « More Electric Aircraft » (MEA).
Le Boeing 787 Dreamliner, mis en service en 2011, illustre cette évolution vers plus d'électrification des principaux systèmes. Le système de prélèvement d'air dans le moteur est remplacé par deux compresseurs électriques, ce qui évite tout risque de contamination par des composés chimiques issus de l'huile moteur ou du fluide de refroidissement. Le démarrage des moteurs, habituellement effectué par les groupes auxiliaires de puissance (APU), est lui aussi électrique. Le système de dégivrage fonctionne avec des éléments chauffants électrothermiques encastrés dans le bord d'attaque de l'aile. Les pompes hydrauliques pour les volets, les becs de bord d'attaque, les aérofreins et autres surfaces de contrôle sont également alimentées électriquement. La puissance électrique totale à bord s'élève à 1,45 mégawatt, soit environ cinq fois la puissance électrique disponible sur les avions conventionnels de taille similaire.
Comparaison des systèmes électriques d'un avion traditionnel (à gauche), doté d'une distribution centralisée, avec des disjoncteurs, relais et contacteurs, et de la distribution décentralisée du 787 (à droite), avec des contrôleurs de puissance à semi-conducteurs et contacteurs
Source : Boeing54(*)
D'après Boeing, ce système permet de réduire de 35 % l'appel à la puissance des moteurs55(*), ce qui se traduit par une augmentation de la poussée et un meilleur rendement énergétique et permet une réduction de 3 % de la consommation de kérosène. En réduisant le nombre de composants, il permettrait également un allégement de l'avion et une simplification de sa maintenance.
Des études prospectives portant sur l'électrification de toutes les fonctions non propulsives concluent à la possibilité de réduire la consommation par passager.kilomètre de 9 % et la masse de 10 %56(*).
Le développement de composants à faible perte et faible masse, comme les supraconducteurs, permettrait une extension de l'électrification des systèmes et une meilleure gestion thermique. Les composants de haute-puissance seront aussi indispensables pour gérer les puissances électriques embarquées de plus en plus élevées, qui nécessitent des systèmes de distribution plus complexes.
* 53 Moteurs de type turbogénérateur alimentés en kérosène et utilisés pour plusieurs fonctions auxiliaires (tension électrique à bord, pressions pneumatiques et hydrauliques, climatisation) quand les moteurs sont à l'arrêt, et aussi pour le démarrage des moteurs.
* 54 M. K. Sinnett, 787 No-Bleed Systems : Saving Fuel and Enhancing Operational Efficiencies, Aero Quarterly Qtr_04 | 07.
* 55 Ibidem.
* 56 A. A. AbdElhafez et A. J. Forsyth, A Review of More-Electric Aircraft, 13th International Conference on Aerospace Sciences & Aviation Technology, 26-28 mai 2009