Fonction Du Poéte
Mémoire : Fonction Du Poéte. Rechercher de 53 000+ Dissertation Gratuites et Mémoiresmental et économique), en liaison avec le concept « carbon neutral growth »
P. KUENTZMANN – UPMC – janvier 2011
IATA, Octobre 2009
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Spécificités des carburants aéronautiques
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Les carburants aéronautiques dépendent des moteurs utilisés • Moteurs à pistons (aviation légère) : essence d’aviation (Avgas, 100LL) • Turbomachines (turboréacteurs, turbopropulseurs, turbomoteurs ; aviation de transport, aviation d’affaires, aviation militaire) : « kérosène » (Jet Fuel) Le kérosène de l’aviation obéit à des standards internationaux • Le transport aérien est en grande partie international • La sécurité est la première priorité • Des organismes ont en charge l’élaboration des spécifications
• ASTM Subcommittee J Aviation Fuels (DXXXX) • Mod UK (DEF STAN) • CEI (GOST)
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Des organismes veillent à la certification des produits
• FAA (Etats-Unis) • EASA (Europe)
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L’approvisionnement est assuré par les compagnies pétrolières (Air Total, …)
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Récapitulation des consommations de pétrole et de Jet Fuel (en Mt)
2000 PETROLE Consommation mondiale Consommation USA Consommation France JET FUEL (civil) Consommation mondiale Consommation USA Consommation France JET FUEL (militaire) Consommation mondiale Consommation USA Consommation France
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
3614 917 89 161.5 81.1 6.5 28.5 * *
3600 912 91 * 76.9 6.4 * * *
3575 918 84 * 75.4 6.3 * 12.7 *
3701 930 88 * 73.6 6.3 * * *
3867 965 89 * 76.0 6.6 * * *
3897 965 87 174.4 78.5 6.6 30.8 * *
3914 960 * 179 * * 31.6 * 0.45
3906 960 *
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*à compléter
Le militaire US ne représente que 1,9 % (2002) de la consommation totale US, le Jet Fuel intervenant pour 73,5 % de la consommation militaire US
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Eléments chimiques susceptibles d’être utilisés en combustion avec l’air
Combustibles/réducteurs
Comburants Oxydants
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Les boranes
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Les boranes sont des composés chimiques de bore et d’hydrogène de formule générale BXHY. Le borane générique est BH3, seulement connu à l’état gazeux mais susceptible de former des clusters polyhédraux Les trois séries de clusters simples et neutres de boranes sont : – Les nidoboranes BnHn+4 (n est le nombre d’atomes de bore) – Les arachnoboranes BnHn+6 – Les hyphoboranes BnHn+8 Les boranes les plus connus sont : – Le diborane B2H6 (dimère de BH3) – Le pentaborane B5H9 – Le décaborane B10H14 Il existe des dérivés tels que les éthylboranes, dont le triéthylborane
Diborane B2H6
Références :
- Wikipedia, Borane - B. Crampel, Chimie des constituants des propergols, Note Technique ONERA n° 113, 1967
Pentaborane, B5H9
Decaborane, B10H14
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Le Carbojet de Charbonnages de France (1964)
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Hydrocarbure polynaphténique obtenu par hydrogénation de goudrons de houille (carbochimie) Caractéristiques proches de celles du kérosène JetA : • Densité : 0,886 à 20 ° C • PCI : 42,6 MJ/kg et 37,8 MJ/dm3 • Rapport hydrogène/carbone : 1,746 • Pourcentage en hydrocarbures saturés : 89 % • Pourcentage en hydrocarbures aromatiques : 11 % • Point de congélation : < -60 ° C • Stabilité : > 400 ° C Sans suite : période du pétrole « bas coût », fermeture des mines nationales de charbon
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La question de l’hydrogène et des « cryoplanes » (1/2)
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Tout combustible ou carburant aéronautique doit être stocké à bord de l’avion sous forme liquide ; il doit rester liquide pendant tout le vol, c’està-dire dans un large domaine de température [-47° +60° C, C] L’hydrogène se présente liquide vers 20 K (-253°C) ; son stockage nécessite des réservoirs super-isolés. En outre sa densité à l’état liquide n’est que de 0,07 L’hydrogène gazeux brûle facilement dans l’air (large domaine d’inflammabilité) ; le changement de phase liquide-gazeux peut être utilisé pour refroidir le moteur (cas des moteurs-fusées cryotechniques) Des turboréacteurs ont déjà fonctionné en étant alimentés en hydrogène gazeux : • S3b (H.-J. Pabst von Ohain, 1938) • J65 et J57 Shamrock (USA, 1955-1957) • NK89 et NK94 (Russie, 1986-1988) Quelques démonstrations en vol d’avions partiellement alimentés en hydrogène ont eu lieu : • B57 de la NACA en 1956 • Tupolev 155 Russe en 1988 Programme européen Cryoplane du 5ème PCRD (Airbus)
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La question de l’hydrogène et des « cryoplanes » (2/2)
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Il doit être techniquement possible de réaliser un « cryoplane » volant à l’hydrogène (ou au méthane ou au GNL) Néanmoins : • Les « cryoplanes » seraient de nouveaux avions et non une modification d’avions existants ou en développement. Des aménagements seraient aussi à prévoir sur les aéroports • L’hydrogène n’existe pas à l’état naturel, il est fabriqué couramment pour l’industrie par vaporeformage du gaz naturel, il peut aussi l’être par électrolyse ; sa liquéfaction nécessite beaucoup d’énergie. Son prix n’est pas actuellement compétitif pour l’aéronautique et il n’existera pas avant longtemps de moyen de production massive et économique (nucléaire de 4ème génération ?) Pour les prochaines décennies, on cherche donc un carburant alternatif « drop-in », c’est-à-dire capable de substituer aisément au kérosène issu du pétrole
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Définition d’un carburant « drop-in »
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Un carburant « drop-in » est un carburant pouvant se substituer au Jet Fuel conventionnel, en partie ou en totalité, avec le minimum de modifications des avions et des moteurs existants ou en développement La démarche du secteur aéronautique se situe à l’opposé de celle du secteur automobile qui tend à adapter les moteurs aux carburants alternatifs (essence + ETBE – E10 – et gazole + HMHV – B7 –). En effet les cycles du secteur aéronautique sont beaucoup plus longs (quelques décennies) et les enjeux économiques plus critiques
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Proportion de Jet Fuel extraite du pétrole par raffinage
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T. Vanicek, Colloque ANAE « Le Transport Aérien Face au Défi Energétique », Toulouse,
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