De nombreux appareils et systèmes d’un aéronef sont connus par le grand public, mais l’APU (Auxiliar Power Unit) est un système assez méconnu, malgré les nombreux avantages qu’il représente. L’APU et l’ECB (Electronic Control Box), le système électronique qui le contrôle, forment l’APS (Auxiliar Power System), néanmoins cet article se centrera uniquement sur l’APU.
En évitant le démarrage des moteurs jusqu’au moment du décollage, l’APU et l’e taxi permettront une économie de 4% du carburant sur les aéronefs.
L’APU est un système complètement indépendant, qui opère au sol et en vol et dont la fonction principale consiste à fournir, l’énergie nécessaire, non pas pour propulser l’aéronef mais pour apporter de l’énergie électrique et pneumatique, comme support ou en urgence. Grâce à cet approvisionnement en énergie, l’APU permet de : démarrer les moteurs principaux, de fournir de l’énergie électrique et la climatisation lorsque les moteurs sont éteints et de fournir de l’énergie pendant le vol.
Généralement, l’APU se trouve à l’arrière de l’avion (section 19.1) et lorsqu’il est allumé l’échappement de gaz est visible depuis l’extérieur.
Qui ne s’est jamais demandé pourquoi certains aéronefs anciens font l’objet d’une brève coupure des feux pendant l’embarquement, avant que l’avion ne décolle ? Cela est dû au fait que l’APU fonctionne et produit une brève coupure (transition) des feux lorsque l’alimentation électrique de l’APU passe aux moteurs principaux, tout juste démarrés.
Au niveau technique, un APU est une turbine de gaz qui se divise en trois sections :
- Section de puissance : moteur de turbine, qui alimente l’APU en puissance.
- Compresseur de charge : fournit la pression pneumatique à l’avion.
- Boîte d’engrenages : transmet la force de l’APU à un générateur électrique qui alimente l’avion en électricité.
Nonobstant, le plus intéressant de l’APU réside dans les avantages pour les compagnies aériennes :
- Réduction des coûts : comme l’aéronef est stationné au sol, il n‘est pas nécessaire d’allumer les moteurs pour fournir la climatisation ou l’éclairage de la cabine, ce qui réduit la consommation de combustible et les frais d’entretien, puisque cette énergie est obtenue sans que les moteurs principaux soient allumés.
- Indépendance énergétique de l’aéronef : tant que l’avion est au sol ou pendant les tâches d’entretien, l’APU permet à l’avion d’opérer de façon indépendante, sans avoir recours à une source d’énergie externe, sans allumer les moteurs principaux et d’alimenter lui-même les systèmes électriques et pneumatiques de l’avion. Ainsi, la compagnie aérienne ne sera pas obligée de payer à l’aéroport ce service additionnel et pourra obtenir l’énergie de l’APU en choisissant l’option la moins chère ; d’autant plus que dans certains aéroports de petite dimension, l’option d’alimentation externe n’est pas disponible.
- Approvisionnement en énergie d’urgence : l’APU permet en grande mesure qu’un aéronef puisse obtenir le certificat ETOP (Extended Twin Operations). En cas de panne d’un moteur, l’APU sera essentiel, car il est capable de fournir l’électricité et l’air que devait fournir le moteur. Les aéronefs avec le certificat ETOP peuvent réaliser des longs trajets, notamment les routes qui traversent les déserts, les océans ou les zones polaires autrefois interdites aux bimoteurs. Dans ce cas, l’APU offre un avantage additionnel aux compagnies aériennes, en leur permettant d’opérer sur des routes plus longues avec le même aéronef.
- Essentiel pour certaines phases/situations en vol : l’APU peut devenir essentiel pour le démarrage des moteurs en vol. En cas d’arrêt des deux moteurs, l’APU pourrait apporter la puissance nécessaire pour les démarrer en plein vol et pour atterrir sur la piste la plus proche. Il fournit également de l’énergie pneumatique jusqu’à ce que l’aéronef atteigne une certaine altitude.
Comme n’importe quel autre système, l’APU est en constante évolution et son avenir passe par une amélioration continue. Les nouveaux appareils en cours de développement visent :
- Une augmentation de l’efficacité, grâce à la réduction considérable de la consommation de combustible, qui réduira également les émissions polluantes.
- Une réduction du poids de l’appareil. Aujourd’hui, l’appareil complet, c’est-à-dire APU + ECB oscille entre 140 et 170 kg sur un A320.
- Une augmentation de la fiabilité du système.
Les futures applications passent par l’e-Taxi, une application qui permet à l’aéronef de rouler avec l’alimentation électrique partielle ou totale de l’APU, sans avoir à utiliser les moteurs principaux. Cela pourrait représenter une économie de combustible de l’ordre de 4 % pour chaque vol de 500 NM sur un A320 puisqu’il n’est pas nécessaire d’allumer les moteurs jusqu’au moment du décollage. Cela réduit également les émissions polluantes pendant le fonctionnement de l’aéronef.
À plus long terme, la tendance vise à implanter les Fuel Cells ou cellules de combustible qui présentent d’importantes améliorations en matière de performance, en réduisant les émissions polluantes et la consommation de combustible.
