Le moteur GEnx a terminé sa phase de test au sol au bio-carburant !
La division moteur de GE Aerospace a annoncé que son moteur General Electric GEnx avait récemment terminé ses essais au sol avec du carburant d'aviation 100 % durable (SAF) en collaboration avec la NASA. Le moteur est attaché à un Boeing B787-10 « Dreamliner » et le fabricant de moteurs d'avions a déclaré que les tests étaient une autre étape vers une meilleure compréhension des qualités du SAF. L’occasion de revenir sur les bio kérosènes avec plus de détails.
Une généralisation
Le motoriste n’en est pas à son premier essai, En mai 2022, GE Aerospace a fait fonctionner le moteur d'avion d'affaires « Passpor »t (anciennement appelé TechX), qui est entré en service en 2018, avec 100% de carburant SAF lors d'une série d'essais au sol dans ses opérations d'essai de Peebles dans le sud de l'Ohio. Précédemment en 2021 le moteur LEAP 1B de CFM International (un partenariat entre GE Aerospace et Safran) a propulsé le premier vol de passagers avec 100% SAF dans un moteur lorsque United Airlines a exploité un Boeing B737 MAX de Chicago O'Hare à l'aéroport national Reagan de Washington avec 115 personnes à bord le 1er décembre.
Le Boeing « ecoDemonstrator » Alaska Airlines B737-MAX 9 a également testé 100% SAF dans son LEAP 1B avec la NASA en octobre de la même année, mesurant les émissions de particules et de gaz traces du moteur sur différents réglages de poussée et comparant différents mélanges de pourcentage de SAF par rapport au Jet A carburant.
Le GE GEnx
Le General Electric GEnx ("General Electric Next-generation") est un turboréacteur avancé à double rotor, à flux axial et à double flux à double flux, produit par GE Aviation pour les Boeing 787 et 747-8. Le GEnx est destiné à succéder au CF6 dans la gamme de produits de GE. Le GEnx est dérivé du GE90 avec un diamètre de ventilateur de 111,1 po (282 cm) pour le B787 et de 104,7 po (266 cm) pour le B747-8. Pour réduire le poids, il comprend 18 pales de ventilateur en composite, un carter de ventilateur en composite et des pales de turbine basse pression en aluminiure de titane des étages 6 et 7. Le rendement énergétique est amélioré de 15 % par rapport au CF6, le taux de dérivation atteint jusqu'à 9,0:1 et le taux de pression global jusqu'à 58,1:1. Il dispose d'un compresseur haute pression à 10 étages et est plus silencieux, aidé par des pales de compresseur plus grandes et plus efficaces.
Il reste sur l'aile 20 % plus longtemps, utilise 30 % de pièces en moins pour réduire les coûts de maintenance et possède une architecture contrarotative. La chambre de combustion Lean TAPS réduit les gaz NOx avec la perte de pression requise et la marge de refoulement. Les pales du ventilateur ont des bords d'attaque en alliage d'acier et le boîtier du ventilateur en composite réduit la dilatation thermique. Pour réduire la consommation de carburant, le compresseur haute pression à rapport de pression de 23: 1 est basé sur le GE90-94B, les aubes directrices blindées réduisent les débits secondaires et les tiroirs contrarotatifs pour les turbines à réaction réduisent la charge sur les aubes directrices.
Pour réduire les coûts de maintenance et augmenter la durée de vie du moteur, des bobines avec un nombre de pièces inférieur sont obtenues en utilisant des disques aubagés à certains étages, un faible nombre de pales à d'autres étages, les températures internes du moteur sont réduites.
Politiques d’incitation
En attendant de disposer de sources commerciales d’énergie de remplacement comme l’hydrogène, tous les approvisionnements de SAF pour l’aviation proviendront de raffineries de biocarburants. Ces raffineries produisent du biodiésel renouvelable, du biogaz ainsi que des SAF, et leur capacité de raffinage devrait augmenter de plus de 400 % d’ici 2025, par rapport à 2022. Le défi de l’aviation est d’obtenir des approvisionnements en SAF à partir de cette capacité. Et pour cela, les gouvernements doivent mettre en place des mesures d’incitation à la production de SAF semblables à celles visant le biogaz et le biodiésel.
Comment produire du biocarburant ?
Le kérosène habituel est obtenu à partir du pétrole brut, les biocombustibles durables pour l’aviation sont obtenus à partir de sources comme les huiles naturelles non alimentaires et les déchets agricoles. La Federal Aviation Administration (FAA) a indiqué que ce carburant est acceptable pour une utilisation dans un aéronef. Un système de normes et de certifications mondiales sur le développement durable reconnaissant les producteurs de biomasse et de biocombustible qui adhèrent à des critères environnementaux et de responsabilité sociale stricts est déjà en vigueur.
Les carburants d'aviation durables peuvent être fabriqués à partir d'une grande variété de matières premières, y compris des plantes non comestibles, des déchets agricoles et forestiers, des déchets ménagers non recyclables, des dégagements gazeux des usines industrielles et d'autres sources. La durabilité des carburants est assurée par des certifications de durabilité solides et crédibles par des organisations tierces telles que la table ronde sur les biomatériaux durables.
Et la solution de l’ETH Zürich
La solution la plus économiquement viable, efficace, évolutive et écologique pour un transport longue distance propre. Les carburants solaires sont des carburants synthétiques produits à partir de l'énergie solaire, soit un carburant d’aviation durable (Sustainable Aviation Fuel, SAF) à partir d’énergies renouvelables.
Le carburant solaire va permettre d’atteindre le « zéro émission » dans le secteur des transports en remplaçant directement les carburants fossiles. Ils sont entièrement compatibles avec l'infrastructure énergétique mondiale existante. Les carburants solaires sont compatibles avec les avions, navires, camions et voitures conventionnels. Le jour où vous faites le plein de votre véhicule avec des carburants solaires est le jour où vous commencez à vous déplacer de manière durable. Remplaçons les carburants fossiles par des carburants synthétiques. Cette solution doit permettre de débloquer un avenir propre pour les transports. La réduction des émissions de CO2 est le plus grand défi de notre époque.
Tout a commencé par une idée folle à l'ETH Zurich. Et si on pouvait inverser la combustion ? C’est-à-dire unique utiliser la chaleur solaire concentrée pour produire du gaz de synthèse, à partir duquel le kérosène est ensuite transformé selon des processus industriels standard. Ce carburant appelé Sun-to-Liquid ferme le cycle du CO2 puisqu’il ne libère, lors de sa combustion, que la quantité de CO2 qui a été utilisée auparavant pour sa fabrication. Suite aux travaux de l’équipe de l’ETH à Zürich, la Start-Up Synhelion est maintenant en mesure de construire la première usine industrielle de production de carburant solaire au monde, nous rapprochant ainsi d'un monde connecté par un transport propre et durable. Cette technologie réduit les émissions de CO2 dans plusieurs secteurs de transport. Il soutient également la décarbonisation des industries à forte intensité de chaleur et de carburant.
En convertissant la chaleur solaire concentrée en la chaleur de procédé existante la plus chaude (au-delà de 1 500 °C) sur le marché, Synhelion va ainsi piloter un nombre sans précédent de procédés industriels tels que la fabrication de ciment et la production d'acier grâce à la chaleur solaire.
L’année dernière Swiss International Air Lines (SWISS et sa société mère Lufthansa Group) ont finalisé un accord avec Synhelion pour l'utilisation de son carburant solaire pour l'aviation.
Photos : 1 B787-10 2 & 3 Méthodes de production SAF
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