Premier vol d’un NH90 avec du SAF

En apparence, l’aviation décarbonée semble au stade de balbutiement, a fortiori pour l’aviation militaire. Ce serait oublier que derrière cette façade se cache la naissance d’un « écosystème » complet pour permettre aux aéronefs de demain de continuer de voler. Est-il une meilleure place que celle des essais en vol pour prendre la mesure de cette émergence ? Dans le processus de développement d’un aéronef, les essais en vol sont la première occasion de confronter un concept à la réalité du terrain avec toutes les contraintes humaines, logistiques et opérationnelles qu’elle peut soulever. On peut cependant s’interroger sur l’intérêt opérationnel de l’aviation militaire à suivre cette transition énergétique. Il est triple. Il s’agit en premier lieu d’anticiper le jour où ces technologies seront assez mûres et deviendront incontournables pour apporter un avantage aux forces. Par ailleurs, l’aviation militaire jouit de plus en plus des avancées de son homologue civile. Accompagner la transition énergétique de l’aviation civile, c’est l’assurance de pouvoir continuer à utiliser certaines technologies duales à bord de nos aéronefs. Enfin l’aviation verte peut s’accompagner d’avantages opérationnels qu’il est nécessaire d’identifier au plus vite, telle la potentielle diminution de la signature infrarouge d’un aéronef. Fort de ce constat, deux nouvelles sources d’énergie propulsives ont déjà été testées au sein de DGA Essais en Vol.

Ces essais s’inscrivent dans le cadre de la stratégie énergétique de défense et de la stratégie « Climat & Défense » du ministère des Armées, pour consommer moins, mieux et sûr. Ils permettent de préparer l’avenir, avec l’évolution vers des équipements militaires plus économes et indépendants des énergies fossiles.

Voler avec de l’huile de friture

Dans la presse, l’aviation commerciale fait les grandes lignes avec l’utilisation de SAF (Sustainable Aviation Fuel). Derrière ce terme générique se cache une multitude de carburants différents qui ont pour unique point commun de se substituer au JET A1 qui alimente à l’heure actuelle les réacteurs et de contenir une part importante de carburant d’origine renouvelable. Ce type de carburant (ou plutôt mélange de carburants) deviendra progressivement la norme pour les aéronefs civils a minima. Pour suivre cette évolution, des essais en vol sur un hélicoptère NH90 ont été réalisés avec du SAF. Le carburant était produit par Total Energie à partir d’huile de friture usagée. Il contenait également quelques pourcents d’additifs fossiles, cela dans le but de ne pas avoir à faire de modification du moteur de l’hélicoptère. Ce type d’essai avec un carburant dit « drop-in » permet de s’assurer de la compatibilité des matériels actuels avec les nouveaux carburants. Après des essais sur banc chez Safran Helicopter Engines à Bordes, le bon fonctionnement au sol et en vol d’un des moteurs du NH90 avec ce carburant prototype a été vérifié début 2023 à Istres lors d’une campagne d’essais en vol. Nous avons également mesuré les écarts de performance et de signature infrarouge par rapport à un carburant de type JET A1. Plus que ces différences techniques, ces essais nous ont également permis de prendre la mesure des enjeux logistiques qu’implique l’utilisation de SAF : production d’un carburant quasi sur-mesure, chaîne d’approvisionnement et d’avitaillement différente du JET A1, recyclage des déchets post-essais. Ces essais en vol constituaient le premier vol d’un hélicoptère militaire avec du SAF et contribuent au développement de l’expertise du centre dans ce domaine clef.

NÉCESSAIRE TRANSITION ÉNERGÉTIQUEe Velis Electro, de Pipistrel, est le premier avion électrique certifié par l’EASA

Voler avec des électrons

La décarbonation de l’aviation conduit l’industrie à explorer et à développer les modes de propulsion électriques et hybrides. Les projets d’aéronefs se multiplient, les prototypes volent et les commandes ou intentions d’achat se confirment. Le salon du Bourget 2023 atteste de cette forte dynamique.

Dans ce contexte, il était impératif que l’Ecole des essais en vol se saisisse du sujet afin de sensibiliser les futurs équipages aux problématiques spécifiques que ne manque pas de poser l’aviation électrique. La promotion 2022 2023 Gilbert Defer a ainsi étrenné la première pratique essai « avion électrique » sur le Velis Electro.

L’appareil, de la gamme Light Sport Aircraft (LSA), est le premier aéronef électrique certifié par l’EASA. Il s’agissait pour les cadres et stagiaires de l’EPNER d’appréhender les problématiques d’autonomie, de gestion de puissance, de performances et d’interface liés à la présence de deux batteries (réserve d’énergie) dont la masse est constante au cours d’un vol, et d’un moteur dont la puissance ne varie pas en fonction de l’altitude. Comment donc traduire la traditionnelle sécurité carburant dans le domaine des électrons ? Comment traduire et comprendre la base de certification LSA thermique pour un moteur électrique ?

« UNE RÉSERVE D’ÉNERGIE DE MASSE CONSTANTE, ET UN MOTEUR DONT LA PUISSANCE NE VARIE PAS AVEC L’ALTITUDE »

De l’avis de tous, cette première fut une réussite et les résultats nombreux : l’aviation électrique va nous demander de repenser nos modes de planification (altitude de croisière optimale) et de conduite du vol (pré affichage de puissance et non de régimes moteur). Certains effets aéromécaniques sont parfois amplifiés (couple) et la gestion « des gaz » demande un doigté différent. Enfin, si les interfaces équipage-système répondent aux exigences de certification, des améliorations significatives pourront être envisagées afin de rendre plus sereine la conduite de la machine : la remise de gaz avec une autonomie restante de 9 minutes est toujours un peu émouvante…

L’expérience va donc être reconduite sans nul doute et l’EPNER continuera de suivre les avancées en matière de propulsion hybride afin de préparer au mieux les équipages d’aujourd’hui aux essais et aux enjeux aéronautiques de demain.

Carburants alternatifs, propulsion électrique ou hybride, et bientôt formules aérodynamiques innovantes : le spectre d’une aviation plus verte est large. Pour répondre à ses missions d’expertise, de veille technologique et dans son esprit d’avant-garde, DGA EV s’est pleinement saisi du sujet au travers de jalons marquants en 2022 2023 : Vol SAF sur NH90 et Pratique essai Avion électrique. Ces réalisations dépassent la simple prise en compte technique des avancées en matière de propulsions alternatives : elles permettent de cultiver l’esprit d’innovation et de donner une forte impulsion à la décarbonation de l’aviation. NÉCESSAIRE TRANSITION ÉNERGÉTIQU