Comment fonctionne un moteur à réaction ?

Le principe : action et réaction

Tout repose sur un principe physique simple, énoncé par Newton : à toute action correspond une réaction égale et opposée. Un réacteur projette vers l'arrière une masse d'air et de gaz à une vitesse supérieure à celle de l'avion ; en retour, l'appareil est poussé vers l'avant. La poussée naît exactement de cet écart : la quantité de mouvement des gaz éjectés, moins celle de l'air admis. Plus on accélère d'air, plus la poussée est forte.

Le cycle en quatre temps

Un réacteur enchaîne quatre opérations — admission, compression, combustion, détente — que les ingénieurs nomment le cycle de Brayton. La différence majeure avec le moteur à pistons d'une automobile : ces quatre temps ne se succèdent pas au même endroit, ils se déroulent en continu et simultanément, chacun dans une section dédiée du moteur. L'air ne s'arrête jamais : il entre, il est comprimé, il brûle, il s'échappe — sans interruption.

Les organes du réacteur, dans l'ordre

Suivons le trajet de l'air, de l'avant vers l'arrière :

• L'entrée d'air : elle canalise et ralentit l'air qui arrive.
• La soufflante : une grande roue à aubes qui brasse l'air en entrée.
• Le compresseur : une succession d'étages de pales qui élèvent fortement la pression — et donc la température — de l'air.
• La chambre de combustion : le carburant y est injecté et brûlé ; la température grimpe brutalement.
• La turbine : les gaz chauds la traversent et lui cèdent une partie de leur énergie.
• La tuyère : elle accélère les gaz vers l'arrière, plus vite qu'ils ne sont entrés.

Un détail essentiel : la turbine et le compresseur sont reliés par un arbre. Les gaz qui font tourner la turbine entraînent ainsi le compresseur situé en amont — le moteur s'auto-entretient. Les réacteurs modernes utilisent souvent deux arbres concentriques, tournant à des régimes différents.

Des températures qui dépassent la fonte du métal

Dans la chambre de combustion et à l'entrée de la turbine, les gaz atteignent couramment 1 400 à 1 700 °C — davantage encore sur les moteurs les plus récents. C'est plus que le point de fusion des alliages qui composent les pales. Comment tiennent-elles ? Elles sont creuses et parcourues d'air de refroidissement, et protégées par des barrières thermiques. Quant au compresseur et à la turbine, ils tournent à plusieurs dizaines de milliers de tours par minute sur les réacteurs de petite taille.

Simple flux, double flux, turbopropulseur

On distingue trois grandes familles :

• Le turboréacteur simple flux : tout l'air traverse le cœur du moteur ; la poussée provient des seuls gaz d'échappement. C'est le type le plus ancien, aujourd'hui bruyant et gourmand.
• Le turboréacteur double flux : une soufflante envoie une partie de l'air autour du cœur — le flux froid — sans le faire brûler. La poussée combine ce flux froid et le flux chaud. C'est le moteur de la quasi-totalité des jets d'affaires et des avions de ligne.
• Le turbopropulseur : la turbine sert surtout à entraîner une hélice ; les gaz d'échappement n'apportent qu'une poussée résiduelle.

Pourquoi le double flux s'est-il imposé ? En déplaçant une grande masse d'air à vitesse modérée plutôt qu'un mince jet très rapide, il abaisse la vitesse d'éjection des gaz. Résultat : moins de bruit — le vacarme d'un réacteur croît très vite avec la vitesse d'éjection — et une consommation réduite. La proportion d'air dérivé porte un nom, le taux de dilution : de l'ordre de 4 à 5 sur un jet d'affaires, d'où des réacteurs compacts, contre 9 à 12 sur un gros porteur.

Qu'est-ce que la poussée ?

La poussée est la force qui propulse l'avion. Elle se mesure en newtons, le plus souvent en kilonewtons (kN) pour un moteur d'avion ; les fiches techniques anglo-saxonnes emploient aussi la livre-force (lbf), et l'on rencontre le décanewton (daN). Pour mémoire, 1 kN équivaut à environ 225 lbf. Pour un turbopropulseur, on parle plutôt de puissance — en kilowatts ou en chevaux — que de poussée.

Et dans l'aviation d'affaires ?

Les jets d'affaires sont équipés de turboréacteurs double flux à taux de dilution modéré : compacts, ils privilégient la vitesse et l'altitude. Pour des trajets plus courts ou des terrains exigeants, certains appareils font appel à des turbopropulseurs, plus sobres à basse vitesse. La sécurité, elle, tient notamment à la redondance : plusieurs moteurs, une maintenance stricte et d'importantes marges de conception. Pour savoir quel appareil — et quelle motorisation — convient à votre trajet, découvrez notre flotte ou demandez un devis de location de jet privé. Nos équipes vous répondent sous une heure, 24h/24 et 7j/7 :

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Questions fréquentes

Comment fonctionne un réacteur d'avion ?

Il aspire l'air, le comprime, le mélange à du carburant qu'il enflamme, puis éjecte les gaz chauds vers l'arrière à grande vitesse. Cette éjection crée, par réaction, une force vers l'avant : la poussée.

Quelle différence entre simple flux et double flux ?

Dans le simple flux, tout l'air traverse le cœur du moteur. Dans le double flux, une soufflante dérive une partie de l'air autour du cœur ; ce flux froid rend le moteur plus silencieux et plus économe. La quasi-totalité des jets d'affaires sont à double flux.

Pourquoi un réacteur fait-il autant de bruit ?

Le bruit d'un réacteur augmente très vite avec la vitesse d'éjection des gaz. Les moteurs à fort taux de dilution, qui soufflent beaucoup d'air à vitesse modérée, sont nettement plus silencieux que les anciens simple flux.

Quelle température atteint-on dans un réacteur ?

À l'entrée de la turbine, les gaz dépassent couramment 1 400 à 1 700 °C, soit davantage que le point de fusion du métal des pales — d'où leur refroidissement interne et leurs barrières thermiques.

Qu'est-ce que la poussée et en quelle unité se mesure-t-elle ?

C'est la force propulsive du moteur. Elle s'exprime en newtons, généralement en kilonewtons (kN) ; les fiches anglo-saxonnes utilisent la livre-force (lbf). 1 kN équivaut à environ 225 lbf.

Turbopropulseur ou réacteur : quelle différence ?

Le réacteur tire sa poussée des gaz éjectés ; le turbopropulseur emploie la turbine pour entraîner une hélice. Le turbopropulseur est souvent plus sobre à basse vitesse et sur les trajets courts, le réacteur plus rapide et plus à l'aise en altitude.