Safran Aircraft Engines : Cinquante ans d'amélioration de l'acoustique des moteurs d'avion

Sur un aéronef, le moteur et l’ensemble propulsif sont les contributeurs majeurs au bruit de l’avion au décollage (plus de 90% du bruit) et de façon moindre mais non négligeable à l’approche (de l’ordre de 40% pour la dernière génération LEAP). Depuis le lancement en 1974 du moteur CFM56 pour avions courts et moyen-courriers, produit de l’entreprise conjointe entre la Snecma (aujourd’hui Safran Aircraft Engines) et General Electric, la réduction du bruit a été un des axes importants d’amélioration de ce moteur et de ses successeurs. Le moteur LEAP, qui a succédé au CFM56 et qui équipe les A320neo d’Airbus et les 737max de Boeing, présente une signature acoustique réduite de l’ordre de 5dB sur toute sa plage de fonctionnement par rapport à celle de son prédécesseur. 

Depuis 1970, le bruit des avions est réglementé par l’OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale), qui édicte des normes, dont le respect est une condition de la certification des avions, définissant les limites acoustiques en trois points de mesure : sous l’avion au décollage, sous l’avion à l’approche et latéralement à l’avion au décollage. Les normes acoustiques ont été rendues plus sévères à quatre reprises. En 2025, l’OACI a validé la norme appelée chapitre 16, présentant par rapport à la norme précédente (chapitre 14) une sévérité supplémentaire de 6 dB pour la somme des trois mesures (marge cumulée). Par rapport à la norme chapitre 3 de 1971, cela correspond à une baisse de 23 dB de la marge cumulée, soit une division par environ 5 de l’intensité acoustique perçue à proximité de l’aéroport, à un point donné et pour un survol considéré.

Afin de respecter ces normes et si possible les dépasser, les travaux de recherche et développement technologique, de développement et de certification, mobilisent d’importants moyens de conception et d’essais. Les essais de validation de la conception sont nombreux et font intervenir plusieurs échelles de validation. Des essais sur échantillons ou composants sont réalisés pour mesurer par exemple l’impédance des traitements acoustiques (couches de matériaux qui absorbent le bruit, positionnés dans la nacelle). Les essais de modules de moteur font intervenir des maquettes, figurant plusieurs choix de conception, de la soufflante, de la turbine et du système d’éjection, sur lesquels des mesures acoustiques sont réalisées. Les essais en soufflerie permettent d’évaluer la performance acoustique d’ensemble de la technologie et de la géométrie choisie. Afin d’évaluer les effets d’installation du moteur sur l’avion, la coopération avec l’avionneur est nécessaire, pour reproduire le profil de l’aile et choisir le mode d’installation. En phase de développement, les essais sont réalisés sur un grand nombre de variantes afin d’évaluer le bruit dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur et de certification. La dernière phase est la certification, qui exige une campagne en vol et une au banc sol à l’air libre, sous le contrôle des autorités (EASA, FAA…). Afin de caractériser au mieux les différents éléments de l’ensemble propulsif, une instrumentation très fournie est fixée sur les moteurs et la nacelle ainsi que dans l’environnement du banc. Une analyse du signal permet de séparer les sources de bruit et de déterminer la contribution de chaque élément. Des capteurs et antennes sont également placés à distance du moteur dans la soufflerie et à distance de l’avion lors des essais en vol.

Avec le programme de recherche RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines) Safran Aircraft Engines prépare la génération suivante de moteurs avec une attention particulière portée à l’acoustique. L’architecture ouverte, dite « open fan », qui repose sur une soufflante de très grande taille sans carénage, a le potentiel de réduire de 20% la consommation de carburant et donc les émissions de CO₂ par rapport au LEAP, qui lui-même émet 15% de CO₂ en moins que le CFM56. L’absence de carter et de nacelle autour de la soufflante pose un défi acoustique aux ingénieurs. Mais l’expérience acquise en recherche sur ce type d’architecture et les progrès considérables en modélisation des deux dernières décennies ont apporté des capacités inédites de conception des ensembles propulsifs et d’optimisation de leur performance acoustique. Plusieurs partenariats académiques avec des universités et centres de recherche internationaux apportent les compétences les plus pointues mondialement dans ce domaine. Les programmes de recherche impliquent également Airbus et des entreprises spécialisées en acoustique. L’open fan a déjà bénéficié de plus de 400 heures d’essais acoustiques depuis 2023, qui ont montré qu’avec les nouvelles méthodes de conception, cette architecture pourra être plus silencieuse que l’état de l’art actuel, c’est-à-dire le LEAP.