JetZero : ce nouveau design d’avion est-il l’avenir de l’aviation ?

La conception de base des avions commerciaux n’a pas beaucoup changé au cours des 60 dernières années. Les avions de ligne modernes comme le Boeing 787 et l'Airbus A350 ont la même forme générale que le Boeing 707 et le Douglas DC-8, qui ont été construits à la fin des années 1950 et ont solidifié le facteur de forme « tube et aile » qui est encore utilisé aujourd'hui.

En effet, l’aviation commerciale donne la priorité à la sécurité, en privilégiant les solutions éprouvées, et parce que d’autres développements – dans les matériaux et les moteurs, par exemple – signifient que la conception traditionnelle est toujours d’actualité.

Cependant, alors que l’industrie cherche désespérément des moyens de réduire les émissions de carbone, elle est confrontée à un défi un peu plus difficile que d’autres secteurs, précisément parce qu’il s’est avéré très difficile de s’éloigner de ses technologies de base. Le moment est peut-être venu d’essayer quelque chose de nouveau.

Une proposition est le « corps d’aile mixte ». Cette toute nouvelle forme d'avion ressemble à la conception de « l'aile volante » utilisée par les avions militaires tels que l'emblématique bombardier B-2, mais l'aile mixte a plus de volume dans la section centrale. Boeing et Airbus réfléchissent à cette idée, tout comme un troisième acteur, JetZero, basé en Californie, qui s'est fixé pour objectif ambitieux de mettre en service un avion à voilure mixte dès 2030.

« Nous sommes très attachés à la voie vers zéro émission dans les gros jets, et la cellule à ailes mixtes peut réduire la consommation de carburant et les émissions de 50 % », déclare Tom O'Leary, co-fondateur et PDG de JetZero. "C'est un bond en avant stupéfiant par rapport à ce à quoi l'industrie est habituée."

Le concept d’aile mixte est loin d’être nouveau et les premières tentatives de construction d’avions de cette conception remontent à la fin des années 1920 en Allemagne. Le concepteur et industriel aéronautique américain Jack Northrop a créé une aile volante à réaction en 1947, qui a inspiré le B-2 dans les années 1990.

En tant que sorte d'hybride entre une aile volante et un « tube et aile » traditionnel, l'aile mixte permet à l'avion entier de générer de la portance, minimisant ainsi la traînée. La NASA affirme que cette forme "contribue à augmenter l'économie de carburant et crée de plus grandes zones de charge utile (cargo ou passagers) dans la partie centrale du corps de l'avion". L'agence l'a testé à travers l'un de ses avions expérimentaux, le X-48.

Au cours d’environ 120 vols d’essai entre 2007 et 2012, deux X-48 sans pilote et télécommandés ont démontré la viabilité du concept. "Un avion de ce type aurait une envergure légèrement supérieure à celle d'un Boeing 747 et pourrait opérer à partir des terminaux aéroportuaires existants", indique l'agence, ajoutant que l'avion serait également "moins lourd, générerait moins de bruit et d'émissions et coûterait moins cher à exploiter". qu’un avion de transport conventionnel tout aussi avancé.

En 2020, Airbus a construit un petit démonstrateur d'ailes mixtes, d'environ six pieds de long, signalant son intérêt pour la construction d'un avion pleine grandeur à l'avenir. Mais si la forme est si efficace, pourquoi n’avons-nous pas encore commencé à construire des avions basés sur elle ?

Selon O'Leary, il existe un principal défi technique qui freine les fabricants. « Il s'agit de la pressurisation d'un fuselage non cylindrique », dit-il, soulignant le fait qu'un avion en forme de tube est mieux à même de gérer les cycles constants d'expansion et de contraction qui accompagnent chaque vol.

« Si vous pensez à un « tube et une aile », cela sépare les charges : vous avez la charge de pressurisation sur le tube et les charges de flexion sur les ailes. Mais une aile mixte les mélange essentiellement. Ce n’est que maintenant que nous pouvons y parvenir avec des matériaux composites à la fois légers et résistants.

Une forme aussi radicalement nouvelle donnerait à l’intérieur de l’avion un aspect et une sensation extrêmement différents de ceux des gros-porteurs d’aujourd’hui. "C'est juste un fuselage beaucoup plus large", explique O'Leary. « Votre avion monocouloir typique a trois sièges sur trois, mais il s'agit d'une sorte de tube plus court et plus large. Vous obtenez le même nombre de personnes, mais vous pouvez avoir 15 ou 20 rangées dans la cabine, selon la configuration de chaque compagnie aérienne.