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RISE, des travaux ambitieux sur toutes les briques de la motorisation
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12 juin 2023

SAFRAN ET LA PROPULSION AÉRONAUTIQUE
DES PROJETS STRUCTURANTS ET COMPLÉMENTAIRES

Le groupe SAFRAN doit en grande partie son succès au développement de la propulsion militaire, puis à une diversification remarquable vers le civil. Il participe à deux ambitieux programmes de démonstration : RISE pour la décarbonation et SCAF pour le militaire.


Si les lois de la thermodynamique sont immuables, les turbomachines ont connu plusieurs révolutions depuis leur avènement au siècle dernier : architecture, température, matériaux, procédés de fabrication… avec des progrès considérables sur la sécurité, les performances, la consommation, la durée de vie ou le coût global de possession des moteurs. Les révolutions successives des turbo machines (architecture, température, matériaux, consommation) ont été nourries par la fertilisation croisée des produits civil et militaire : le militaire a par exemple tiré les technologies pour la performance (montée en température), compte tenu des contraintes extrêmes de compacité, là où le civil a tiré la fiabilité et la maturité industrielle (cadences). Aujourd’hui, le défi climatique et l’enjeu associé de décarbonation du transport aérien poussent de nouvelles frontières sur l’efficacité énergétique, les carburants durables et l’hybridation par exemple.

Une course technologique

Dans le civil, la consommation de carburant par passager au kilomètre d’un turboréacteur a déjà été réduit d’un facteur 5. Et l’enjeu est désormais d’atteindre zéro émission nette d’ici 2050 !
La propulsion militaire est également au cœur des enjeux des systèmes de combat aérien futurs : la compacité du moteur, son architecture et ses performances sont des contributeurs essentiels aux performances et à la soutenabilité de l’avion et du système d’armes.

Dans le militaire, la course technologique ne s’est jamais arrêtée : sur les 17,6 Md$ engagés depuis 2012 par les Américains pour préparer le programme NGAD (Next Generation Air Dominance), 8 Md$ concernent les travaux liés à la propulsion militaire (Voir article source)

Il n’y a que 4 motoristes complets au monde capables de concevoir, intégrer, certifier, produire et maintenir l’ensemble d’un turboréacteur à l’état de l’art : deux américains, un britannique et Safran. Aucun d’entre eux n’est purement civil ou purement militaire : tous sont duaux. Ce n’est donc pas un sport de masse – il y a nettement moins d’acteurs motoristes au Monde que d’avionneurs à titre de comparaison – avec de nombreux verrous technologiques ou industriels à lever, nécessitant un engagement de très long terme et une palette de compétences larges, pointues et fortement interdisciplinaires.

Pour commencer, le militaire

Tout a commencé par le militaire. C’est le cas de la Société Nationale d’Etude et de Construction de Moteurs d’Aviation (SNECMA devenu Safran Aircraft Engines) qui a consolidé en 1945 la plupart des motoristes français (dont Gnome & Rhone qui trouvent leur racine dès 1905) et obtient un premier contrat de développement pour le moteur ATAR en 1946 (et plus tard ses grands programmes successeurs : le M53 pour le Mirage 2000 et le M88 pour le Rafale). Ces développements ont permis de développer des technologies, des compétences et un outil industriel avec des retombées majeures. Cela a permis à Safran Aircraft Engines de lancer début des années 1970 avec GE Aviation un accord structurant dans le cadre de CFM International, co-entreprise à 50/50 pour faire le CFM56, renouvelé pour son successeur le LEAP, avec la success-story que l’on connaît. Ces succès civils ont permis à leur tour de maintenir les bureaux d’études, de décupler les volumes produits et d’améliorer la compétitivité-coût, perpétuant ainsi un cercle vertueux dual bénéficiant également au monde militaire.

Le moteur CFM56 réalisé dans le cadre du partenariat CFM est l’un des plus grands succès commerciaux de l’histoire de l’aéronautique civile. Son successeur, le moteur LEAP, dispose, fin 2022, d’un carnet de commandes d’environ 10 000 moteurs.

RISE, moins 25% de consommation par rapport aux dernières générations de moteurs

 

Le moteur CFM56 réalisé dans le cadre du partenariat CFM est l’un des plus grands succès commerciaux de l’histoire de l’aéronautique civile. Son successeur, le moteur LEAP, dispose, fin 2022, d’un carnet de commandes d’environ 10 000 moteurs.

Ces compétences ne sont jamais acquises pour de bon. Elles doivent être sans cesse exercées. Tous les motoristes de rang mondial ont d’ailleurs fait l’expérience ces dix dernières années de difficultés majeures rencontrées sur l’un au moins de leurs programmes de développement de moteurs.

Le futur : RISE et SCAF

Lancé en 2021, RISE (Revolutionnary Innovation for Sustainable Engines) est un programme de développement technologique préparant la prochaine génération de moteurs civils.

Ce programme vise une réduction de plus de 20% des émissions par rapport à la génération actuelle (LEAP, elle-même 15% plus efficace que la génération précédente), ainsi qu’une compatibilité à 100% avec les carburants durables et l’hydrogène. Il comprend des travaux sur une architecture non carénée et la capacité d’hybridation électrique. La nouvelle génération de moteurs pourrait être mise sur le marché vers 2035. Les technologies développées dans le cadre du programme RISE serviront de fondement à la nouvelle génération de moteurs CFM qui pourrait être mise sur le marché vers le milieu de la prochaine décennie. La feuille de route technologique associée comprend des travaux ambitieux sur toutes les briques : aubes de soufflante en composite, alliages métalliques résistants à très haute température, composites à matrice céramique (CMC), hybridation électrique et fabrication additive.

SCAF : un enjeu de souveraineté européenne

La feuille de route côté moteur passe par une phase de R&T qui a fortement accéléré fin 2022 avec la notification de la phase R&T 1B du programme, un démonstrateur moteur et le développement du moteur final qualifié à l’horizon 2040. Une architecture nouvelle (dite à « cycle variable »), une augmentation très significative de la température au cœur du moteur (avec les développements de matériaux et technologies associées) et de l’efficacité aéro-thermo-mécanique des modules, l’hybridation et la gestion de l’énergie embarquée, les technologies liées à la furtivité du moteur seront au cœur des travaux des prochaines années. Au-delà de l’ambition technologique, ce moteur est également l’opportunité de structurer une filière industrielle européenne souveraine.

Complexité et dualité sont donc au cœur de notre histoire et intimement liées à notre « business model ». Et cela ne se limite évidemment pas à la propulsion aéronautique, mais se retrouve également sur de très nombreux autres exemples au sein du groupe : la propulsion des hélicoptères, la propulsion spatiale, la navigation inertielle, les caméras thermiques, les équipements électriques.

 

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Stéphane Cueille, ICA, Président de Safran Electrical & Power

X1991 et Docteur en Physique théorique (1998), Stéphane Cueille débute sa carrière en détachement chez Snecma (Safran Aircraft Engines). De 2001 à 2008, au sein de la DGA, il travaille notamment sur la propulsion du Rafale, et au Service des Affaires industrielles (S2IE), en charge des missiles et de l’espace. Depuis 2008 chez Safran, il est depuis 2016 membre du comité exécutif, d’abord comme directeur Recherche, Technologie et Innovation, puis depuis juillet 2021, en tant que Président de Safran Electrical & Power.

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Jocelyn Escourrou, IPA, Directeur du programme SCAF chez Safran Aircraft Engines

Diplômé de l’X, du Caltech et de HEC, après un début de carrière technique dans la propulsion aéronautique notamment au sein d’Airbus et à la DGA, il rejoint ensuite l’Agence de des participations de l’Etat avant de rejoindre le groupe SAFRAN où il va notamment travailler sur le moteur du FCAS avant de prendre en 2021 la direction d’EUMET, le consortium industriel en charge de son développement.

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