Pour des réacteurs d'avion plus propres

La réduction des NOx dans l'aéronautique implique un contrôle très fin de la flamme, grâce aux technologies plasma.

Les objectifs européens en matière d'environnement aérien pour 2020 sont de diminuer de moitié les CO2 et de réduire de 80 % les NOx émis. Les avionneurs ont une marge de manoeuvre appréciable en matière de consommation - donc de CO2. La réduction des NOx est, quant à elle, beaucoup plus problématique. Elle est un thème central de la convention Inca (Initiative en combustion avancée) signée en 2002 par le CNRS, l'Onera et la Snecma - aujourd'hui groupe Safran.

Stabilisation de la flamme par deux électrodes

Au CNRS, les deux acteurs concernés sont le Laboratoire énergétique, moléculaire et macroscopique, combustion (EM2C, Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine) et le Coria (Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie, Rouen, Seine-Maritime).

Ce programme s'achève cette année. Et va être reconduit pour une période de cinq ans. Tout comme dans un moteur d'automobiles, l'abondance de NOx dépend étroitement de la température de la flamme. Les émissions en NOx varient de façon exponentielle avec la température. Une des solutions pour réduire ce polluant consiste à brûler le kérosène en mélange pauvre. Mais il faut alors veiller à ce que la flamme ne s'éteigne pas, d'autant que l'ancrage de scette flamme se réalise au voisinage d'un écoulement de gaz à très grande vitesse.

Dans ce but, l'EM2C a testé l'utilisation d'un plasma (gaz ionisé) créé par deux électrodes placées à l'entrée de la chambre de combustion et capable de stabiliser la flamme. Ce même plasma servirait à rallumer éventuellement la flamme en plein vol. Les chercheurs de l'EM2C simulent la combustion du kérosène par un mélange air-propane, plus propre et plus pratique en laboratoire.

Christophe Laux, professeur à l'École centrale et chercheur à l'EM2C, conclut : « Nous avons démontré que la technologie plasma, alimentée par un train d'impulsions nanoseconde, offre un excellent contrôle de la flamme à un taux de mélange 10 % ou 20 % plus bas que le seuil d'extinction, et cela tout en minimisant l'apport en énergie électrique qui représente moins de 1 % de l'énergie du propulseur. »

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