Le fonctionnement d’un moteur à réaction - 1re partie

Comme la très grande majorité des gens, nous prenons l’avion sans trop se demander comment fonctionne réellement un moteur à réaction. Il serait donc intéressant de s’y attarder un peu afin que lors de votre prochain vol, vous compreniez d’où vient cette si grande puissance  qui réussit à  nous accélérer avec force malgré un poids si élevé.

Mes prochaines chroniques portant sur les moteurs à réaction sont en trois parties. 

La première, celle d’aujourd’hui, traitera des principes de base ainsi que d’un type particulier de moteur à réaction soit le Turbo Fan.
Ma seconde chronique traitera des moteurs Turbo Jet (militaire de type  supersonique),  de l’inversion de la poussée lors des atterrissages et de la post combustion.

Finalement, ma dernière chronique nous permettra d’assister à l’intérieur d’un cockpit d’avion de ligne au démarrage d’un moteur à réaction de type Turbo Fan.

La première chose à dire serait que la force d’un moteur à réaction ne se libelle pas en Chevaux-vapeurs (CV ou HP) mais bien en livres de poussée. En faisant différents calculs , on pourrait dire grossièrement qu'une livre de poussée = 1,7 CV. Mais encore là, mes calculs sont un peu arbitraires.

Certains moteurs Turbo Fan comme ceux équipant le B777 ont plus de 100,000 lbs de poussée.

Par définition , un moteur soutenant un poids de 1000 lbs et développant 1000 lbs de poussée pourrait à plein régime, soutenir son poids hors du sol, car il exercerait une poussée égale au poids qu’il supporte.

Donc certains avions militaires ayant des moteurs qui ont une poussée plus grande que le poids de l’avion peuvent accélérer en montant à la verticale. C’est le cas entre autre de nos fameux CF-18 !

On voit ici un moteur  en vue transversale. Vous voyez la grosse soufflante (fan) qui dirige l’air à deux endroits bien précis. Une partie de l’air est évacuée directement en arrière pour une poussée directe, et une seconde partie prend la direction des compresseurs. L’air est à ce moment compressée pour arriver dans la chambre de combustion pour y rencontrer le carburant ce qui génère alors une explosion continue, ce qui pousse encore plus l’air vers l’arrière, en entrainant avec elle les turbines qui elles actionnent les compresseurs et la soufflante en avant. Les gaz de sorties génèrent également une poussée mais beaucoup moins grande que l’air provenant directement de la soufflante qui génère près de 80  % de la poussée totale.

Je vais tenter par une petitw vidéo qui suit de vous l’expliquer encore plus clairement.

Vidéo sur Turbo Fan
Comme mentionné dans la vidéo, les turbines alimentent également tout ce qui est énergie à bord de l’avion , soit l’électricité pour les radions et instruments, les systèmes de climatisation et de chauffage, la pressurisation, ainsi que les tous les systèmes pneumatiques et hydrauliques. 

J’espère que le visionnement de cette vidéo vous donne une bonne idée de ce qui se passe vraiment dans un moteur de type Turbo Fan. Vous allez comprendre que la qualité des matériaux utilisés ainsi que la précision des processus de fabrication est très complexe et c’est vraiment de la haute technologie. Les principaux fabricant de moteurs d’avion de type Turbo Fan sont Pratt &Whitney, Rolls Royce, General Electric  et Snecma.

La majorité des fabricants d’avions travaillent en très étroites collaborations avec tous ces fabricants, car les compagnies aériennes vont souvent préférer un fabricant de moteur donné, pour leurs appareils.

De plus, tous les moteurs sont suivis en temps réel par transmission satellite par les fabricants de moteurs. Ils peuvent donc analyser les performances ou les problématiques lorsque l’avion est en plein vol et apporter dans certains cas des modifications instantanées. De plus , ces données peuvent être consultées par la suite par le fabricant ou la compagnie aérienne pour différentes raisons.

Le type de carburant le plus utilisé est le kérosène  Jet A-1 qui gèle au minimum à -47 C. Ça ressemble étrangement à de l’huile à chauffage. Le coût du litre est inférieur au coût d’un litre d’essence d’automobile.

Donc comme prévu, ma prochaine chronique portera sur les moteurs Turbo Jet (militaire de type  supersonique),  de l’inversion de la poussée lors des atterrissages et de la post combustion.