CARBURANTS
Le carburéacteur
Dans le langage courant, on utilise indifféremment les termes carburéacteur et kérosène ; en réalité, le kérosène désigne un produit de raffinage destiné à plusieurs usages différents (alimentation des avions à réaction, emploi comme combustible de chauffage ou pour l'éclairage et la cuisine). Tous les avions à réaction utilisent du carburéacteur. Seuls les petits avions de tourisme à hélice utilisent un carburant appelé « essence avion », assez peu différent des essences classiques destinées au transport routier.
Les deux types de carburéacteur les plus utilisés dans le monde sont désignés par les sigles Jet A et Jet A1, le second se différenciant du premier uniquement par la tenue au froid, un peu moins performante (— 40 0C au lieu de — 47 0C).
Mode de combustion
Contrairement aux moteurs à pistons, les réacteurs d'avion sont parcourus par un écoulement gazeux continu, le déplacement de l'appareil étant assuré par une poussée due à l'énergie cinétique des gaz d'échappement. Il n'existe donc pas ici de risques d'auto-inflammation. Les propriétés déterminantes du carburéacteur sont liées à la préparation du mélange air-carburant, au rayonnement de la flamme et à la formation éventuelle de dépôts. En outre, on sait que les avions à réaction volent souvent à plus de 11 000 mètres d'altitude ; dans ces conditions, la température extérieure peut descendre jusqu'à — 50 0C, voire — 80 0C. Le carburéacteur situé dans les réservoirs, eux-mêmes disposés dans les ailes de l'avion, se refroidit progressivement. Il faut alors éviter un début de gélification qui pourrait provoquer l'arrêt des réacteurs.
Caractéristiques exigées
Pour que la combustion s'accomplisse de façon satisfaisante, le carburéacteur doit se vaporiser rapidement et se mélanger intimement à l'air. Cela justifie la fixation de spécifications relatives à la masse volumique (entre 0,775 et 0,840 kg/l à 15 0C), à l'intervalle de distillation (plus de 10 p. 100 distillés à 204 0C, point final inférieur à 300 0C), et à la viscosité (inférieure à 8 mm2/s à — 20 0C).
Afin de maintenir un rendement énergétique élevé et d'assurer la longévité des matériaux constituant la chambre de combustion – la turbine et la tuyère –, il est nécessaire d'obtenir une flamme claire, minimisant les échanges de chaleur par rayonnement et limitant la formation de dépôts de carbone. Ces qualités sont exprimées par le point de fumée. Celui-ci correspond, pour une lampe à mèche normalisée, à la hauteur maximale possible de la flamme, sans apparition de fumée noire. Selon les spécifications, le carburéacteur doit présenter un point de fumée au moins égal à 25 millimètres ; un abaissement jusqu'à 19 millimètres est toléré à condition que, simultanément, la teneur en naphtalène (précurseur bien connu de fumée) reste inférieure à 3 p. 100 (volume). Par ailleurs, la concentration totale en hydrocarbures aromatiques ne doit pas dépasser 22 p. 100 ; en pratique, elle est souvent proche de 15 p. 100.
Le respect d'une bonne tenue au froid (limpidité totale jusqu'à — 47 0C) peut être rendu difficile par la présence de faibles quantités d'eau dissoutes dans le carburéacteur. En effet, lorsque la température décroît, l'eau libre devient moins soluble et se dépose sous forme de gouttelettes qui commencent à geler, dès que la température atteint 0 0C. Pour éviter cet inconvénient, on ajoute des produits antiglace qui passent en solution dans l'eau libre et abaissent le point de congélation. Ce traitement est souvent réservé à des applications militaires.
En régime de croisière, notamment lors de vols supersoniques, le carburéacteur, qui circule dans certaines zones chaudes de l'avion, peut[...]
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Écrit par
- Daniel BALLERINI : ingénieur E.N.S.P.M. (École nationale supérieure du pétrole et des moteurs), ancien chef du département Biotechnologie et chimie de la biomasse à l'Institut français du pétrole, consultant
- Jean-Claude GUIBET : ancien coordonnateur carburants à l'Institut français du pétrole, ancien professeur à l'École nationale supérieure du pétrole et des moteurs, docteur ès sciences de l'université de Louvain
- Xavier MONTAGNE : chef de département à l'Institut français du pétrole
Classification
Médias
Spécifications des essences de type Eurosuper
Encyclopædia Universalis France
Indices d'octane des essences en Europe
Encyclopædia Universalis France
Indices d'octane RON et MON des constituants des essences
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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