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Aviation légère, la motorisation diesel décolle

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Anticipant la pénurie d'Avgas, le carburant " plombé " utilisé sur les aérodromes, les motoristes se tournent vers le cycle diesel. Mais cela impose l'adaptation des appareils.

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En partenariat avec Industrie Explorer

"Accrochez vos ceintures, relevez votre tablette et... tendez l'oreille, le moteur de cet avion est un diesel ». Il y a encore cinq ans, cette annonce aurait tenu de la science fiction. Plus maintenant ! Depuis septembre, le motoriste français SMA, filiale commune de Renault et Snecma, peut monter ses moteurs de 230 chevaux à cycle diesel sur des Cessna 172. Mieux, l'avion- neur austro-canadien Diamond Aircraft adopte désormais en série le moteur diesel Centurion 1.7 de l'allemand Thielert, sur ses avions de tourisme à quatre places DA 40.

Cette irruption du cycle diesel dans l'aviation légère n'est pas fortuite. Ces nouveaux moteurs, qui tournent au Jet A1 (le carburant des moteurs à turbines) plutôt qu'à l'Avgas (l'essence « plombée » des moteurs à pistons classiques), représentent une économie importante. « A puissance égale, les moteurs Diesel consomment environ 30 % moins de carburant que des moteurs classiques », explique Maurice Bernard, président de France Aviation, distributeur exclusif de Thielert en France. En prenant en compte le prix au litre du Jet A1 (0,6 euro environ), deux fois moindre que celui de l'Avgas, le coût de l'heure de vol peut être divisé par quatre ! Deuxième argument important, la perspective de pénurie de carburant classique d'ici à dix ans. « L'Avgas est déjà difficile à trouver en Afrique et au Moyen-Orient », témoigne Maurice Bernard.

Parmi les nombreux projets en piste, deux moteurs européens se démarquent : le SR 305 de SMA, développé à partir de zéro depuis 1996, et le Centurion 1.7 de Thielert. Ce dernier, conçu à partir du bloc 1,7 litre diesel de la Mercedes classe A, a nécessité de nombreuses concessions, comme le recours à un réducteur pour pallier la trop grande vitesse de rotation du moteur, ou encore des modifications de la pompe d'injection, à grands renforts d'éléments en titane et en céramique, pour l'adapter au Jet A1 moins lubrifiant que le gasoil. Avantage, à 20 000 euros pièce, le moteur est trois fois moins cher que les moteurs classiques de puissance équivalente.

Tirer parti de l'électronique...

Techniquement, ces moteurs Diesel possèdent de réels atouts. Dénués de dispositifs d'allumage, ils sont plus simples que les moteurs à bougies. Et éliminent les problèmes d'interactions électromagnétiques. Basés sur un cycle à combustion lente, ils s'usent aussi moins vite. Pour preuve, leur période d'entretien TBO (Time between overhauls) culmine à 2 500, voire 3 000 heures, quand les moteurs classiques plafonnent généralement à 1 500 heures. Même le niveau sonore penche en leur faveur ! Le centurion 1.7 de Thielert, par exemple, ne dépasse pas les 69,5 décibels. Un record !

Plus récents que leurs concurrents souvent vieux de trente ans, ces moteurs tirent au passage largement parti de l'électronique. « Ils sont désormais équipés d'un Fadec (Fuel authority digital engine control) », explique Jacques Mattern, P-DG de Aérosport, le distributeur de Diamond Aircraft en France. Un système de gestion des paramètres moteurs qui en simplifie l'utilisation. « Auparavant, le pilote devait surveiller et modifier constamment le pas de l'hélice, la richesse du carburant ainsi que le régime moteur (les gaz) », commente Frédéric Sutter, responsable des ventes de Aérosport. Désormais, le pilote commande avec une seule manette la puissance moteur dont il a besoin, de 0 à 100 %, comme aux commandes d'un avion à réaction. Le Fadec fait le reste.

Son secret réside dans des capteurs de pression, de température, de position, entre autres, installés sur les organes sensibles du moteur. « Un centurion 1.7 est doté de 15 capteurs au total », précise Frédéric Sutter. Comble de raffinement, tous les circuits sont doublés. Disposant de deux unités de traitement baptisées ECU (Engine control unit), le Fadec peut choisir en permanence le plus apte à réaliser la tâche demandée.

Au niveau de l'avion lui-même, l'adoption d'un tel dispositif exige de revoir le réseau électrique. Une modification parmi d'autres, car le passage au diesel a des conséquences importantes sur l'appareil. A fortiori lorsqu'il s'agit d'un échange standard. « Dans nos ateliers, la première remotorisation d'un Cessna 172 avec un Centurion 1.7 a monopolisé deux chaudronniers, un câbleur et deux techniciens motoristes », témoigne Maurice Bernard, de France Aviation. Curieusement, le poids des moteurs n'est pas en cause. Les diesels deux temps, très simples, seraient même plus légers.

quant aux quatre temps, ils bénéficient des progrès des blocs moteurs diesel en aluminium. Un matériau également usité, avec l'acier inox, pour les pièces rapportées sur le moteur. Exemple : le Centurion accuse 130 kilogrammes pour 130 chevaux. « Sur le DA 40, nous perdons près de 15 kg de charge utile avec le diesel », annonce Frédéric Sutter. Un embonpoint dû en partie au système de refroidissement qui nécessite d'emporter 5 litres de liquide...

Le volume du groupe motopropulseur, en revanche, peut être plus important avec le diesel. Ainsi, « la position basse du turbocompresseur augmente l'encombrement total du moteur. Dans le cadre d'une remotorisation, le moteur est vendu en kit complet qui comprend les nouveaux capots », explique Sandrine Vacher, porte-parole de SMA. Des capots qui, en général, subissent des modifications mineures de leurs ouies pour s'adapter au nouveau groupe.

... mais aussi de l'automobile

Autre cause de bouleversement, les vibrations engendrées, notamment à froid, par des taux de compression de 18 nécessaires au diesel. Cette fois, c'est au niveau du réducteur, si le moteur en est équipé, et des supports moteurs que les modifications sont remarquables, avec l'emploi de silentblocs renforcés, par exemple. Mais là aussi, les progrès des moteurs d'automobiles se répercutent dans l'aviation. Et les diesels améliorent même le confort des passagers. Plus handicapant, le point de gel assez élevé du carburant utilisé (- 47 °C) nécessite l'aménagement d'un réservoir réchauffé. Sur les groupes motopropulseurs à injection électronique par rampe commune, ce dispositif électrique est complété par un circuit de retour du carburant depuis le moteur. « Dans un moteur TDI, 60 % du carburant aspiré par la pompe ne sont pas utilisés. On les renvoie donc vers le réservoir », explique Frédéric Sutter. Avantage : le Jet A1 rejeté est réchauffé à 70 °C par le moteur. Assez pour maintenir le réservoir à température.

Le moteur Thielert est en production et le SMA le sera début 2004. Mais l'aventure ne fait que commencer. Déjà, les deux motoristes mettent au point des moteurs de 300 chevaux, qui pourraient équiper des monomoteurs de six places. SMA travaille sur un bloc dérivé du modèle actuel et Thielert développe sa solution autour... d'un V8 Mercedes.

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