Une première : la cartographie des émissions en sortie de moteur aéronautique

L'ONERA a mis en œuvre en juin 2013 à Villaroche, en collaboration avec le motoriste Snecma, la campagne d'essais MERMOSE visant à caractériser les émissions d'un turboréacteur dimensionné pour l'aviation régionale (PowerJet Sam146 co-développé par Snecma et NPO Saturn). Les compétences en métrologie des aérosols de l’IRSN et du laboratoire CiNAM du CNRS (spécialisé dans les nanosciences) ont complété le savoir-faire de l'ONERA dans le domaine de la mesure des émissions aéronautiques.

Cette campagne, une première mondiale à ce niveau, a atteint son objectif : une cartographie complète des émissions de particules en sortie de moteur, pour différentes poussées représentatives du fonctionnement réel d’un aéronef. Ces mesures, socle de nouvelles études fondamentales sur la réactivité atmosphérique des suies, permettront d’améliorer le niveau de prédictibilité des modèles théoriques de formation  d'aérosols. Un tel enjeu s'inscrit dans le cadre de la compréhension de la formation des traînées de condensation suspectées d'avoir un effet préjudiciable  sur le climat.

La sonde robotisée prélève les particules en différents points du plan de sortie du moteur

Les mesures, réalisées à l’aide d'un robot porteur d'une sonde, apportent des enseignements utiles pour la validation d’un futur protocole de mesure, applicable au secteur du transport aérien, permettant de quantifier les émissions de particules fines. Enjeu : un futur standard de certification des moteurs d’avions, en rapport avec la qualité de l’air, auquel l'ONERA pourra apporter son expertise en matière de mesure des émissions de foyers aéronautiques.

En complément, une série d’essais unique a permis de recueillir de nombreuses données sur les émissions collectées lors de l'utilisation d'un carburant alternatif aéronautique du programme national CAER. Le carburant testé était un mélange de kérosène et de farnesane (10%), produit développé par Total et la start-up Amyris à partir de canne à sucre. Les résultats de cette campagne de tests participeront à la certification de cette nouvelle filière de carburant.

Enfin, une autre campagne est prévue pour 2014 avec le déploiement de la chaîne de mesure MERMOSE au banc M1 de l'ONERA à Palaiseau, installation capable de reproduire les conditions de fonctionnement d'un foyer en régime de croisière. Ainsi, la sonde cartographiera les émissions à l'aval d'un secteur tubulaire de la chambre de combustion du Sam146. De la comparaison des résultats de ces deux campagnes, on attend une mise en évidence des différences entre les émissions d'un moteur moderne complet et celles d'un secteur de sa chambre.

Pour en savoir plus : http://mermose.onera.fr

Pour en savoir plus sur le banc M1 : 
http://www.airtn.eu/downloads/onera-banc-m1.pdf