Les moteurs d’avion – Généralités

Pour voler, un avion a besoin de vitesse. Celle-ci est obtenue grâce aux moteurs, qui sont des pièces d’horlogerie utilisant des technologies toujours plus innovantes. Mais leur principe de fonctionnement est simple à comprendre comme nous allons le découvrir.

Boeing-747-decollage

Article : Sven Goder édité par « Comment ça vole ? »
Photos : Vincent Edlinger

Il faut savoir que les avionneurs (les constructeurs d’avions comme Airbus, Boeing…) ne fabriquent pas eux-mêmes les moteurs pour leurs avions : ce sont des sous-traitants spécialisés (qu’on appelle des motoristes) qui s’en chargent. Vous avez certainement déjà entendu parler des plus célèbre d’entre eux :

→ Rolls-Royce
→ Pratt & Whitney
→ General Electric
→ Snecma

Il en existe d’autres mais ceux-ci sont les principaux fournisseurs de moteurs pour les avions de ligne modernes.

 

Utilisation des moteurs au cours d’un vol

Les moteurs sont aussi bien utilisés pour la propulsion en l’air qu’au sol. Au roulage (c’est à dire quand l’avion roule au sol), les pilotes jouent sur les faibles régimes des moteurs pour faire rouler l’avion jusqu’à la piste : il n’y a pas de moteurs sur les roues d’un avion !

Au décollage, les pilotes mettent généralement plein gaz pour faire décoller l’avion le plus vite possible, mais quand la piste est longue et que l’avion est peu chargé, le décollage s’effectue souvent avec une puissance légèrement réduite, de façon à diminuer la consommation et l’usure des moteurs.

avion-décollage

Après le décollage, durant la montée, on procède en général à une diminution de la puissance des moteurs, car la pleine puissance n’est plus nécessaire (et entrainerait une consommation élevée).

En croisière, la puissance est encore réduite, de façon à avoir le meilleur compromis consommation/vitesse.

Lors de la descente, il est fréquent que les moteurs soient au ralenti, la perte d’altitude faisant prendre naturellement de la vitesse à l’avion, de plus, en dessous de 3300m d’altitude, la vitesse des avions civils est limitée à 250 nœuds (environ 450km/h), gare donc aux excès de vitesse !

Au moment de l’approche finale, les pilotes ajustent la puissance de façon à avoir une bonne pente de descente vers la piste, ainsi qu’une bonne vitesse.

 

Les moteurs : une question de vitesse

Grâce aujourd’hui à des moteurs puissants et économiques en carburant, les avions de ligne filent à des vitesses comprises entre 800 et 1000km/h pour les avions à réaction, et de 500 à 700 km/h pour les avions à hélices.

avion-roulage

Notons que ces vitesses sont indicatives car très dépendantes du vent. En altitude, les vents peuvent en effet atteindre 300km/h (on appelle ça les Jet Stream). Comprenez qu’avec un vent venant de l’arrière, un avion peut considérablement augmenter sa vitesse par rapport au sol !

Les réacteurs d’aujourd’hui sont conçus pour fonctionner sous la pluie, la neige, par des températures très basses (en altitude de croisière, la température descend à environ -56°C). Les plus grands dangers pour les moteurs restent la grêle intense, les nuages de cendres ou les oiseaux, chaque année responsables d’extinctions en vol de moteurs (à l’image de l’Airbus A320 qui a amerrit sur l’Hudson River en janvier 2009… la perte de ses moteurs était due à une collision avec un banc d’oiseaux).

 

Petit conseil à titre préventif

Ne vous promenez jamais autour d’un réacteur en marche… Même lancé à 50% de sa puissance maximale, un turboréacteur pourrait vous aspirer si vous vous trouviez à moins de quinze mètres de ce dernier et ainsi vous transformer en véritable hachi parmentier. Evitez aussi de vous mettre derrière un réacteur à pleine puissance car son souffle atteint facilement une vitesse de plusieurs centaines de kilomètres par heure ainsi que des températures de l’ordre de 500°C !

 

Comment fonctionnent ces merveilleux engins

Il existe deux types de moteurs montés de nos jours sur les avions de transport :

→ Le turboréacteur : avions dits « à réaction »
→ Le turbopropulseur : avions dits « à hélices »

A noter que ces deux moteurs fonctionnent sur un même principe, celui de la turbine : que ce soit un turboréacteur ou un turbopropulseur, le cœur du moteur est le turbomoteur de base.

Pour faire simple, de l’air est aspiré par l’avant du moteur puis refoulé à grande vitesse et à haute température derrière le moteur. C’est un peu comme un sèche-cheveux. Dans la pratique l’air est aspiré, compressé, brulé, puis enfin recraché pour fournir une force propulsive.

schema-turbomachine

Compresseur : c’est une sorte d’hélice à pales très rapprochées et nombreuses. En tournant, ces pales vont aspirer de l’air dans le moteur. Les différents étages d’un compresseur vont permettre d’augmenter la pression de l’air dans le moteur.

Le moteur a ensuite une forme convergente destinée à accélérer l’air provenant du compresseur.

L’étape suivante consiste à brûler l’air avec du carburant pour lui fournir de l’énergie, c’est à dire pour l’accélérer : la combustion.

Turbine : l’air va passer dans une turbine (sorte d’hélice, comme le compresseur) qui va se mettre en rotation. Cette turbine est reliée par un arbre au compresseur et va donc l’entrainer dans son mouvement.

Le compresseur va donc aspirer de l’air qui va à son tour faire tourner la turbine qui va faire tourner le compresseur et ainsi de suite… C’est un mouvement perpétuel rendu possible par l’accélération de l’air en amont de la turbine, grâce au convergent et à la combustion.

Remarquez qu’un réacteur n’est autre qu’un moteur à quatre temps, comme le moteur à pistons de votre voiture : admission, compression, combustion, puis détente/échappement.

 

Et voilà, vous avez à présent une idée du fonctionnement d’un moteur d’avion. Dans la deuxième partie de cet article, nous aborderons les différences de fonctionnement entre les avions dits « à réaction » et les avions dits « à hélices » et vous deviendrez alors incollables au sujet des moteurs !

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By | 2016-12-09T18:55:50+00:00 12 janvier 2015|Technique|10 Comments

About the Author:

Sven est pilote privé, pilote d'ULM Multiaxe et élève ingénieur à l'Ecole Nationale de l'Aviation Civile. Et surtout il écrit comme on aime : de façon à ce que tout le monde le comprenne !

10 Comments

  1. bosko 19 janvier 2015 at 12h12 - Reply

    Super article ! Merci encore… vivement’ le prochain

  2. Gael 3 mars 2015 at 18h08 - Reply

    Superbe site j’ai lu votre lien dans les magasines aero
    Niquel continuer ainsi !

  3. bosko 7 avril 2015 at 5h35 - Reply

    Quid des nouveaux articles ?!!

  4. robin 8 octobre 2015 at 19h41 - Reply

    Votre explication concernant les moteurs n’indiquent en rien pourquoi il s’agit de REACTION. Un ballon gonflable qui se dégonfle peut être assimilé a une forme de propulsion à réaction.

  5. Ahmed 26 septembre 2016 at 17h50 - Reply

    J’ai adoré merci beaucoup.

  6. Said 26 décembre 2016 at 21h01 - Reply

    Très instructif ! Merci

  7. Jean Belgrade 22 janvier 2017 at 19h59 - Reply

    Pourquoi ne pas parler des moteurs à réaction

  8. Glenitho 25 février 2017 at 23h19 - Reply

    Très intéressant.
    Et merci beaucoup.

  9. elhousseinou ndemane 14 mai 2017 at 22h24 - Reply

    comment l’avion resiste t il a se maintenir au moment du vol sans chuter

  10. El hadj mohand 13 novembre 2017 at 21h41 - Reply

    Il serait interrssant d’expliquer comment fonctionne le reacteur d’un helicoptere .c’est tres interessant a savoir en rappelant leonard de vinci

    El hadj ancien pilote d’helico

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