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Greentech : EGTS fait rouler les avions à l'électricité

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Par cycle de vol, un avion court ou moyen-courrier dépense jusqu'à 4 % de son carburant au sol, durant le taxiage, autrement dit le roulage. Une solution innovante a été créée pour réduire le coût économique et environnemental de cette phase du vol : l'Electric Green Taxiing System (ou EGTS). Grâce à des moteurs électriques reliés aux roues, un avion peut désormais se déplacer en avant ou en arrière... réacteurs éteints !

Cela ne se voit pas, mais cet Airbus A320 roule en avant sur une voie de taxiage, même si ses réacteurs sont bâchés. L'astuce : il dispose de deux moteurs électriques alimentés par son APU (auxiliary power unit) sur les jambes de son train d'atterrissage principal. © Benoît Vallet, Safran

En 2012, trois milliards de passagers ont voyagé par des moyens aériens, qui ont libéré 689 millions de tonnes de CO2 dans l’atmosphère. Ce chiffre en apparence important ne représente que 2 % des émissions annuelles mondiales de gaz carbonique d'origine anthropique, et 12 % de la part attribuée aux transports. Pour réduire l'empreinte de l’aviation civile sur l'environnement, mais aussi le coût d'exploitation d'un avion, de nombreux efforts sont actuellement menés pour développer des modèles consommant moins de carburant fossile.

Les pistes explorées sont diverses et variées : utilisation de biocarburants, nouvelles motorisations, production d'avions en composite (à l'image du Boeing 787 ou de l'Airbus A350 XWB), etc. Cependant, ces nouvelles avancées ne changent pas un détail qui a son importance : les réacteurs sont développés pour être efficaces en vol. Or, ils sont également utilisés de nombreuses heures au sol, où ils se révèlent alors particulièrement énergivores.

Chaque jour, un avion court ou moyen-courrier passe jusqu'à 2 h 30 sur les taxiways, les voies de circulation entre les pistes et les portes d'embarquement. Pour citer un exemple, un Airbus A320 consommedans ces conditions600 kg de kérosène par heure (soit 750 l), bien moins qu'un Boeing 747 et sa tonne de carburant brûlé en 17 min de roulage, « taxiage » dans le jargon de l'aéronautique. Plus généralement, chaque année dans le monde près de cinq millions de tonnes de kérosène seraient consommées sur le tarmac... pour les seuls courts courriers. N'y a-t-il pas un effort à faire à ce niveau ?

Présentation du concept de l'Electric Green Taxiing System (EGTS), et des avantages qu'il procure. © HoneywellProducts, YouTube

Une solution de « green taxiing » : le système EGTS 

Les groupes Safran et Honeywell ont trouvé une solution pour rendre le taxiage des avions de ligne plus « vert » : doter certaines de leurs roues de moteurs électriques, à la manière de ce qui se fait pour des voitures hybrides. Après 11 mois de conception, 3.000 h de test et 160 km parcourus au sol, le public du 50e Salon du Bourget a pu admirer, la semaine dernière, un Airbus A320 qui se déplaçait d'avant en arrière avec ses réacteurs à l'arrêt, sans aucune aide extérieure. 

L'Electric Green Taxiing System (EGTS) est électrique, mais cela ne signifie pas pour autant que son utilisation n'émet pas de CO2. La raison est simple : il faut bien l'alimenter ! Le courant requis est produit par le groupe auxiliaire de puissance (ou APU en anglais, pour auxiliary power unit) qui se situe dans la queue de l'appareil. Cependant, à la différence des réacteurs, il ne consomme que 100 kg de kérosène par heure. Grâce à ce système, les avions de ligne pourraient théoriquement économiser 4 % de leur carburant par cycle de vol.  

Les moteurs électriques du système EGTS sont solidaires des roues internes du train d'atterrissage principal. Ils permettent également à l'avion, un Airbus A320, de faire des virages serrés, voire de tourner sur place. © Éric Drouin, Safran

La clé technologique : des moteurs sur les atterrisseurs

Le système EGTS se compose de deux moto-réducteurs à embrayage — un par jambe de train d’atterrissage — reliés à une seule roue motrice. Le dispositif est complété par un boîtier de commande placé dans le cockpit. Son utilisation est assez simple (avant-arrière) et permet une maîtrise complète de la vitesse, de l'orientation des roues et du freinage au sol. L'avion peut atteindre une vitesse de 10 nœuds en 20 sec (19 km/h), de quoi traverser une piste en toute sécurité, ou de 20 nœuds en 90 sec (37 km/h).

Outre la réduction de la consommation en carburant, cette invention présente d'autres avantages non négligeables. Les moteurs et les freins de l'avion s'usent moins vite, le pilote n'étant pas constamment obligé de freiner pour lutter contre la poussée résiduelle des réacteurs. Par ailleurs, il a moins de risques qu'un corps étranger puisse dégrader les moteurs durant le taxiage, puisqu'ils ne fonctionnent pas. 

Enfin, en rendant les avions autonomes, l'EGTS devrait également permettre de fluidifier le trafic au sol, notamment car il ne faudra plus attendre l'arrivée des tracteurs pour le pushback (une opération dont la durée moyenne est d'ailleurs réduite de 60 % grâce à l'EGTS).

Présentation en image du fonctionnement et des tests réalisés avec le système de green taxiing EGTS. © HoneywellProducts, YouTube

Respect de l’environnement : moins de bruit, de CO2 et monoxyde d’azote

Selon les constructeurs, les moteurs devraient émettre jusqu'à 70 % de CO2 en moins par rapport à la situation actuelle. Concernant le monoxyde d’azote (NO), ce chiffre atteindrait 50 %.

Un autre point ne doit pas être oublié. Les moteurs étant coupés à l'embarquement et au débarquement, ceux-ci sont beaucoup moins bruyants qu'à l'accoutumée. Les passagers, tout comme le personnel aéroportuaire, devraient apprécier ce changement.

Que penser de la solution de green taxiing EGTS ?

Il s'agit d'une bonne première étape pour progressivement remplacer, dans l'aéronautique, les technologies qui nécessitent des carburants fossiles par des systèmes plus propres. Aucun doute qu'une telle invention est amenée à se développer, tant les avantages qu'elle procure sont importants, d'autant plus que pour une fois, économie et environnement vont de pair.

Un dernier point n'a pas encore été abordé : celui de la santé du personnel de piste. Certes, il y a moins de bruit, mais ils respireront également moins de particules en suspension émises par les flux d’air sortant des réacteurs. Le système EGTS devrait normalement être commercialisé dès 2016, soit directement installé sur des avions neufs ou sous la forme d'un module à greffer sur d'anciens modèles.

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L’avenir fera la part belle aux technologies vertes, ce que de nombreux ingénieurs et chercheurs ont bien compris. Publiée toutes les deux semaines sur Futura-Sciences, la chronique Greentech dévoile et décrypte les projets innovants, visant à réduire l’impact de l’Homme sur son environnement, tout exploitant au mieux les ressources naturelles renouvelables.