Le retour des avions à hélices

Dossier : X-aviationMagazine N°635 Mai 2008
Par Stéphane MAYER (81)

Les avions à hélices ou tur­bo­pro­pul­seurs sont reve­nus sur le devant de la scène de l’aviation régio­nale : com­mandes en crois­sance, lan­ce­ment de nou­velles ver­sions, per­for­mances et effi­ca­ci­té amé­lio­rées, sobrié­té, confort accru et évo­lu­tion favo­rable de la per­cep­tion des hélices par les passagers…

Pour une com­pa­gnie aérienne, le coût de l’avion au kilo­mètre et par pas­sa­ger est pri­mor­dial dans le choix d’un appa­reil. Sur les dis­tances régio­nales, jusqu’à 400 milles nau­tiques (740 kilo­mètres), la vitesse n’est pas l’enjeu prin­ci­pal car le gain de temps qu’offre un jet par rap­port à un tur­bo­pro­pul­seur se limite à 10 minutes : il est presque imper­cep­tible tant pour les coûts d’opérations des com­pa­gnies aériennes que pour leurs pas­sa­gers. Sur des vitesses allant jusqu’à 400 nœuds (740 km/h), les tur­bo­pro­pul­seurs plus récents, comme les ATR 42–500 et ATR 72–500, sont plus effi­caces et consomment jusqu’à 70 % de moins de fuel qu’un jet. Ce n’est qu’à par­tir des 400 nœuds que le moteur tur­bo­fan des jets devient plus inté­res­sant, à cause des limi­ta­tions des hélices en termes de taille et de vitesse de rotation.
Pour les dis­tances et les vitesses évo­quées ci-des­sus, le tur­bo­pro­pul­seur est lar­ge­ment plus inté­res­sant en termes d’équilibre entre temps de tra­jet et coût de ce tra­jet. Il offre donc un coût d’exploitation mini­mal. De plus, cet avan­tage com­pé­ti­tif s’accroît avec la hausse des cours du pétrole, qui a été un déclen­cheur du rebond des turbopropulseurs.

Deux construc­teurs survivants
La fin des années 1990 a été domi­née par les « jets régio­naux » entraî­nant l’arrêt de la pro­duc­tion de tur­bo­pro­pul­seurs par cinq grands construc­teurs : Saab, Fok­ker, Dor­nier, Embraer et Jets­tream (filiale de Bri­tish Aeros­pace). Seuls à avoir tra­ver­sé cette période domi­née par les jets régio­naux – appa­reils dotés de moteur tur­bo­fan – jusqu’à 100 places, le Cana­dien Bom­bar­dier et le Fran­co-Ita­lien ATR se par­tagent aujourd’hui le mar­ché des tur­bo­pro­pul­seurs régionaux.

La technologie au service du confort

Les ver­sions les plus récentes des avions à hélices repré­sentent un énorme pas en avant au ser­vice du confort du pas­sa­ger. Ces pro­grès tech­no­lo­giques changent la per­cep­tion qu’ont les usa­gers de ce type d’avions, désor­mais consi­dé­rés comme modernes et offrant un confort équi­valent à celui des jets régionaux.
Sur les der­niers appa­reils d’ATR, par exemple, on observe une réduc­tion sen­sible des vibra­tions et du bruit à l’intérieur de la cabine : 79 déci­bels au lieu de 86. La réduc­tion de bruit exté­rieur, de 262 à 252 déci­bels, est éga­le­ment notable : elle per­met de res­pec­ter faci­le­ment les seuils régle­men­taires d’émissions sonores des vingt pro­chaines années, déter­mi­nés par l’Organisation de l’aviation civile inter­na­tio­nale (actuel­le­ment 271 déci­bels). Sièges en cuir, éclai­rage par LED, diver­tis­se­ment en vol contri­buent éga­le­ment à ren­for­cer le confort offert à chaque passager.

ATR
ATR, dont le siège social et la chaîne d’assemblage final sont à Tou­louse, est un GIE fran­co-ita­lien par­ta­gé à éga­li­té entre EADS et Finmeccanica.
Depuis l’origine en 1981, ATR a ven­du plus de 950 avions, dont plus d’un quart depuis 2005.

Outre les hélices et la cabine, les tur­bo­pro­pul­seurs béné­fi­cient d’autres inno­va­tions tech­no­lo­giques de toute der­nière géné­ra­tion. Ain­si les ATR de la nou­velle « série – 600 » pro­posent une avio­nique com­pa­rable à celle uti­li­sée dans les Air­bus A‑380.
Cette nou­velle avio­nique com­prend les tout der­niers sys­tèmes infor­ma­tiques pour la navi­ga­tion, l’enregistrement, le pilote auto­ma­tique, un poste de pilo­tage avec écrans LCD, ain­si qu’un ordi­na­teur mul­ti­rôle per­met­tant d’optimiser l’utilisation de la puis­sance du moteur et faci­li­tant consi­dé­ra­ble­ment sa main­te­nance. Elle per­met­tra éga­le­ment de repous­ser les limi­ta­tions météo­ro­lo­giques pour l’atterrissage par mau­vais temps, ce qui per­met­tra d’améliorer la régu­la­ri­té de l’exploitation.


Un ATR 72–500 d’Airlinair, opé­ra­teur régio­nal pour Air France.
Des tech­no­lo­gies voisines

La dif­fé­rence entre la tech­no­lo­gie d’un moteur tur­bo­pro­pul­seur (à hélice) et celle d’un moteur tur­bo­fan (à ven­ti­la­teur), uti­li­sés par les jets régio­naux n’est pas une ques­tion de tech­nique de pointe ou de modernité.

Tur­bo­pro­pul­seurs et jets sont confron­tés aux mêmes exi­gences de sécu­ri­té et de fia­bi­li­té par les auto­ri­tés de cer­ti­fi­ca­tion et les com­pa­gnies aériennes. Les archi­tec­tures de ces deux types de moteurs sont en fait beau­coup plus proches que ce que leur aspect exté­rieur laisse supposer.


Un ATR 72–500 aux cou­leurs de Bang­kok Air­ways, le meilleur confort pour 72 pas­sa­gers. © ALAIN DUMAS

Un rebond commercial

Sobre et vert
La consom­ma­tion de car­bu­rant joue un rôle de plus en plus pré­pon­dé­rant dans le choix des com­pa­gnies régio­nales. Une flotte de dix tur­bo­pro­pul­seurs ATR, com­pa­rée à une flotte de dix jets régio­naux, per­met d’économiser chaque année plus de 11 mil­lions d’euros en car­bu­rant, ain­si que l’émission de 38 000 tonnes de CO2.
Ce n’est pas là le moindre des avan­tages, alors que les pré­oc­cu­pa­tions éco­no­miques et éco­lo­giques prennent une place pré­pon­dé­rante dans les déci­sions. L’aviation régio­nale a déjà son « avion vert » !

Depuis 2005, sur le mar­ché des avions de 20 à 90 places, les ventes d’avions tur­bo­pro­pul­seurs ont devan­cé celles des jets régio­naux, avec 460 avions soit 60 % du mar­ché régio­nal. Des com­pa­gnies aériennes de mar­chés en forte crois­sance, comme l’Inde ou le Sud-Est asia­tique, com­mencent à éta­blir des solides réseaux régio­naux et ont besoin d’appareils pou­vant opé­rer dans des condi­tions par­ti­cu­liè­re­ment dif­fi­ciles, notam­ment sur des pistes courtes, des aéro­ports situés en alti­tude ou expo­sés à des tem­pé­ra­tures extrêmes.
En Asie comme en Europe, les avions à hélices repré­sentent depuis 2005 envi­ron 70 % des com­mandes d’appareils régio­naux. En Europe, de sur­croît, les dépenses liées aux équi­pages, les taxes aéro­por­tuaires et les taxes envi­ron­ne­men­tales crois­santes contri­buent à aug­men­ter les coûts d’opérations des com­pa­gnies, ren­dant encore plus inté­res­sants les turbopropulseurs.

Un avenir prometteur à long terme

La bonne situa­tion com­mer­ciale des avions à hélices va se pour­suivre à long terme. Les rai­sons de leur attrac­ti­vi­té – notam­ment le prix éle­vé du car­bu­rant, mais aus­si les per­for­mances et l’efficacité sur les routes et pistes courtes, et l’utilisation des tech­no­lo­gies les plus récentes – seront tou­jours d’actualité lors des pro­chaines années. Les der­nières études de mar­ché estiment un besoin de livrai­sons de 1 400 tur­bo­pro­pul­seurs sur les dix pro­chaines années. De ces nou­velles livrai­sons, 60 % devraient ser­vir à l’expansion de flottes des com­pa­gnies, tan­dis que les 40 % res­tants ser­vi­ront à rem­pla­cer des anciennes flottes d’appareils, tur­bo­pro­pul­seurs et jets confon­dus. Par zones, l’Europe et l’Afrique devraient pré­sen­ter un cer­tain équi­libre entre expan­sion et rem­pla­ce­ment des flottes, tan­dis que sur le mar­ché amé­ri­cain c’est le rem­pla­ce­ment d’anciennes flottes qui devrait prévaloir.
En Asie, en revanche, les com­pa­gnies vont pour­suivre majo­ri­tai­re­ment l’expansion de leurs flottes pour faire face à l’augmentation du nombre de pas­sa­gers et au déve­lop­pe­ment de nou­velles routes.
Cette crois­sance des mar­chés est d’autant plus bien­ve­nue qu’une bonne part des fruits de cette crois­sance risque d’être absor­bée par le très bas niveau du dol­lar, mon­naie mon­diale de réfé­rence pour les prix de ventes d’avions.

TURBOPROP/TURBOFAN : LE MÊME CONCEPT
Un tur­bo­pro­pul­seur com­porte les mêmes élé­ments qu’un tur­bo­réac­teur, mais les gaz brû­lés sor­tant des chambres de com­bus­tion se détendent sur les aubes de la tur­bine et entraînent une hélice.
Comme les fré­quences de rota­tion de la tur­bine, d’une part, et de l’hélice, d’autre part, sont très dif­fé­rentes, un réduc­teur de vitesse est inter­ca­lé entre arbre, tur­bine et hélice.
Le tur­bo­pro­pul­seur est un engin très effi­cace et éco­no­mique pour des vitesses rela­ti­ve­ment lentes et des alti­tudes rela­ti­ve­ment basses
Le tur­bo­fan est une ver­sion amé­lio­rée du tur­bo­réac­teur. Dans le cas du tur­bo­fan (ou tur­bo­réac­teur double flux), une par­tie de l’air aspi­ré est cette fois fai­ble­ment com­pri­mée puis reje­tée immé­dia­te­ment (flux froid) ; l’autre par­tie de l’air (le flux chaud) connaît le cycle com­plet compression-chauffage-détente

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