Cet A320 de la compagnie Easyjet est alimenté en électricité par un câble. Une fois débranché, il utilisera ses générateurs embarqués.
L’alimentation électrique nécessaire au bon fonctionnement d’un avion croît à chaque génération d’appareils. Dans les années 1990, les A330/340 les avions avaient besoin de 300 kW pour fonctionner. L’A380, dont le premier vol a eu lieu en 2005, en nécessite deux fois plus à 600 kW. Sur la dernière génération d’appareils, incarnée par le Boeing 787 « Dreamliner » mis en service en 2011, ce sont 1000 kW qui doivent être produits. A l’exception de la propulsion des appareils qui continuera à reposer sur du carburant classique pendant au moins une décennie, tout s’électrifie pour trois bonnes raisons :
– amélioration de la sécurité aérienne,
– réduction du poids de l’avion (or un avion léger consomme moins de carburant),
– diminution de la consommation de carburant (et donc des émissions de CO2).
Après le concorde, l’A320 a été le premier avion sur lequel les commandes de vol furent électriques, c’est-à-dire qu’à la place d’avoir des systèmes de câbles, de poulies et de ressorts qui courent depuis le manche du pilote jusqu’aux gouvernes, les ordres sont désormais transmis par des câbles électriques jusqu’à des moteurs placés sur les parties mobiles des ailes et de la queue de l’avion. Pas de poulies ou de ressorts qui se bloquent ou peuvent se détendre, pas de force physique à appliquer dans le manche pour les pilotes, davantage de finesse dans le pilotage, une maintenance simplifiée, il n’y a que des avantages ! Si l’on arrivait de la même manière à remplacer les circuits hydrauliques et pneumatiques d’un avion moyen courrier par des équivalents électriques, les mêmes avantages de sécurité seraient attendus, ainsi qu’un gain de masse pour l’appareil de plusieurs centaines de kilos… sachant que 100kg de réduction de la masse font économiser 4 litre de carburant à chaque heure de vol, au bout de 100.000 heures de vol l’avion aurait économisé 350 tonnes de carburant ! De même, le fait de pouvoir rouler avec des moteurs électriques intégrés dans les roues de l’avion permettrait de ne plus faire appel aux moteurs très peu efficace à ce moment du vol. A la clé, une nouvelle réduction de la consommation pouvant atteindre 5% pour cette seule innovation !
Cet Airbus A380 est branché au système électrique de l’aéroport Paris Charles de Gaule (flèche bleue sur l’image), ce qui lui permet de ne pas consommer de carburant via l’APU, son générateur électrique embarqué
Bref, vous l’aurez compris, la rupture observée sur le Dreamliner n’est qu’à ses débuts et chaque avion a besoin de plus d’électricité, rendant sa production toujours plus fondamentale. Quand l’avion est au sol à l’aéroport, il est possible de le branché sur un ground propulsion unit (ou GPU), qui est un simple groupe électrogène branché sur l’avion (comme on le voit sur la photo ci-dessus. Si l’option est disponible, il est également possible de se brancher directement au réseau électrique de l’aéroport (photo ci-contre), avec l’avantage de ne pas émettre de CO2.
Si aucune de ces deux options n’est disponible, les avions possèdent dans leur queue un générateur électrique appelé APU (pour Auxiliary Propulsion Unit) qui fonctionne en consommant du carburant. La consommation de carburant des APU pouvant aller de 100kg par heure pour un CRJ200 jusqu’à 312 kg/h pour un B777, leur usage est réduit au maximum. Voici une vue de l’arrière d’un B737 de Transavia, avec « le pot d’échappement » où se trouve l’APU.
Une fois les moteurs de l’avion démarrés, ce sont leurs générateurs électriques (un par moteur) qui vont fournir l’électricité nécessaire. On peut dès lors couper l’APU ou débrancher les équipements externes à l’avion, l’appareil est autonome électriquement.
Le moteur du magnifique A350 d’Air France, le Rolls Royce XWB équipé du système de transmission de puissance de 800kW de Hispano-Suiza (Safran)
Il y a enfin deux derniers systèmes capable de générer de l’énergie électrique en cas de besoin :
- les batteries présentes dans les soutes, mais dont la faible autonomie limite l’emploi en cas de besoin,
- la RAT (pour Ram Air Turbine), une éolienne de secours qui se déploie automatiquement en cas de rupture d’alimentation électrique. Et oui, tous les avions de ligne jusqu’à l’A380 possèdent une éolienne de secours capable de fournir électricité et pression hydraulique si nécessaire !
- l’APU qui pourrait également être relancée s’il reste du carburant.
Vous l’aurez compris, tant qu’un moteur fonctionne il y aura toujours de l’électricité pour alimenter les systèmes du bord, et même si ce n’était plus le cas alors il existe à bord de nombreux systèmes capable de fournir de l’électricité en appoint. Ces systèmes de secours n’ont été utilisés qu’à 2 reprises depuis une vingtaine d’années : le vol Air Transat ayant réalisé un vol plané de 21 minutes jusqu’aux Açores en 2001 avec sa RAT, et les vol United Airlines qui a du amerrir sur le fleuve Hudson en juin 2009 après avoir allumé son APU.
Plus le temps passe et plus les avions sont fiables. La course à l’électrification contribue à cette sécurité aérienne accrue, et il existe tellement de redondances dans les avions qu’il est impensable que les alimentations électriques puissent toutes tomber en panne.
Tout est fait pour que l’aviation progresse systématiquement, d’abord sur la sécurité, puis sur l’impact environnemental, le coût d’exploitation et enfin sur le confort…
Bonjour,
J’admet d’emblée que mon affirmation relève du « scénario ultra-catastrophe » mais il y a un cas ou la redondance électrique me semble non fonctionnelle et j’apprécierai votre avis technique sur le sujet :
– En cas d’éruption solaire plus forte que les plus récentes, d’explosion nucléaire moyennement « proche », ou d’un acte terroriste utilisant une bombe EMP, on observe une modification des champs électrique, voici la définition Wikipédia :
« Une impulsion électromagnétique (IEM), également connue sous le nom EMP (de l’anglais electromagnetic pulse) est une émission d’ondes électromagnétiques brève et de très forte amplitude qui peut détruire de nombreux appareils électriques et électroniques (reliés au courant et non protégés) et brouiller les télécommunications.
Cette impulsion peut être générée artificiellement par une explosion nucléaire ou un générateur à micro-ondes, mais peut aussi être d’origine naturelle, comme la foudre ou l’électricité statique.
Les applications d’une IEM peuvent être militaires, mais aussi industrielles ou médicales. »
Je reconnais volontiers que ce sont des cas très rares et à la marge mais ils peuvent exister, la planète subit par exemple l’effet des éjections de masse coronale, provoquant des tempêtes géomagnétiques, plusieurs fois par décennies et parfois même des épisodes majeurs par millénaires comme par exemple en 1989 au canada (https://ici.radio-canada.ca/premiere/emissions/les-annees-lumiere/segments/chronique/111258/panne-electricite-mars-1989-hydro-quebec).
Est-ce à dire que tous les avions en vol s’effondreraient le cas échéant ou le blindage des câbles est étudié pour y résister ?
Bonjour, alors en effet, face à une explosion atomique, de nombreux systèmes électroniques vont griller, à moins qu’ils soient « durcis IEM » comme c’est parfois le cas sur les avions militaires… Par contre la foudre ne génère pas d’onde électromagnétique, heureusement d’ailleurs car tous les avions se prennent statistiquement la foudre au moins une fois par an ! Mais partons du principe qu’il n’y aura pas tout de suite de guerre nucléaire (et dans ce cas je pense que l’on aura d’autres craintes que le fonctionnement des avions malheureusement).
Pour ce qui est des tempêtes solaires, ce sont surtout les satellites qui sont impactés car ils ne sont pas protégés par l’atmosphère, mais cela ne doit pas impacter les avions car les circuits sont protégés par l’avion lui-même (contrairement à des réseaux électriques terrestre qui sont en plein air).