Le point sur les problèmes moteurs de l’A220

Vous le savez certainement, hier la compagnie aérienne Swiss a cloué au sol l’ensemble de sa flotte d’avion Airbus A220 (ex.CSeries) suite à un nouvel incident mettant en cause la motorisation de l’avion. Pour bien comprendre ce qui se passe, je vous propose de nous pencher sur le problème.

Rappel 

L’arrêt en vol d’un moteur PW1500G est le troisième que la compagnie ait connu en quatre mois. Un A220-100 opérant un vol Genève-Londres Heathrow le 25 juillet a subi un arrêt en vol à l’approche de son altitude de croisière FL350. L’aéronef a été dérouté vers l’aéroport de Paris Charles de Gaulle. Des pièces du moteur ont été perdues en vol. Le 16 septembre, un vol a été interrompu pour la deuxième fois, alors que l’appareil effectuant également un vol Genève-Heathrow  s’approchait de son altitude de croisière. L’avion a pu néanmoins continuer sa route.

Nouveau moteur, nouvelle technologie 

Le Pratt & Whitney GTF

Le GTF (Geared Turbo Fan) de Pratt & Whitney « Pure Power » (modèle PW1100G pour l’A320, PW1500G pour l’A220, le PW1900G pour la nouvelle famille E2 d’Embraer) introduit des réducteurs 3:1 entre l’avant et l’arrière, permettant à chaque partie du moteur de fonctionner à la vitesse la plus efficace. C’est une avancée, mais comme beaucoup d’autres technologies révolutionnaires, l’introduction de GTF s’est accompagnée de défis. Pratt & Whitney a promis que les avions de ligne équipés du GTF réduiraient la consommation de carburant de 20 %, les émissions de gaz à effet de serre de 50% et le bruit de 75%. Tous ces seuils ont été atteints, avec un FTE typique permettant d’économiser 100 litres de carburant par heure de vol. Les économies de carburant permettent aux transporteurs d’avancer plus loin, de transporter plus de passagers ou de réduire les coûts d’exploitation. Lorsque les prix du pétrole avoisinent les 50 dollars le baril, le carburant peut représenter un tiers de la structure de coûts de certaines compagnies aériennes. La réduction du bruit permet potentiellement aux transporteurs d’utiliser les aéroports pendant des périodes auparavant interdites. Avec son GTF le motoriste Pratt & Whitney se positionne tout comme son concurrent CFM International en pole position des moteurs ultra-efficients. Malheureusement, le motoriste est confronté à une série de problèmes qui nécessitent des corrections.

Des problèmes découverts après la mise en service 

Le premier modèle de moteur GTF de Pratt & Whitney entré en service est le PW1100G, qui est venu équiper la remotorisation de la famille Airbus A320neo (les transporteurs ont le choix entre ce modèle ou son concurrent le LEAP de CFM International). Les premiers problèmes sont apparus sur des A320neo des compagnies indiennes GoAir et IndiGo.  Les autorités indiennes ont ordonné aux deux transporteurs d’effectuer des inspections des moteurs, après tout juste 1’000 heures de vol. L’inspection consiste en un contrôle optique à l’aide d’un boroscope.

La version PW1500G du GTF qui motorise les A220, partage de nombreuses pièces en commun avec le PW1100G, ainsi que la même architecture. Il a débuté correctement sa mise en service, mais des problèmes sont apparus après quelques mois de mise en service. En conséquence, le motoriste Pratt & Whitney a envoyé une directive aux exploitants d’appareils A320 et A220 dont SWISS. Ceux-ci devront inspecter les moteurs après 2’000 heures de vol. Ces contrôles s’effectuant au fur et à mesure. Avec le nouvel incident arrivé hier sur un A220 de SWISS, cette dernière a opté pour la sécurité, en clouant momentanément ses avions au sol.

Les problèmes

Vous l’aurez compris, une série de problèmes affectent les modèles de moteur GTF qui équipent les A320 et A220. Les résultats préliminaires indiquent que les moteurs PW1100G des A320neo, qui présentaient une modification du moyeu arrière du compresseur haute pression sont plus sensibles de subir un arrêt en vol, ce qui pourrait entraîner une panne moteur. Pratt & Whitney indique que le problème est lié à un «joint d’arête de couteau dans le moyeu arrière du compresseur haute pression (HPC) » et est déjà à l’œuvre pour trouver la cause et la solution à ce problème.

En ce qui concerne le modèle PW1500G qui équipe l’A220, la défaillance concerne le premier étage de compresseur basse pression en rotation (LPC) du moteur.

Dans tous les cas il a été constaté des vibrations sur le moteur.

Directives de sécurité 

Les agences de sécurité EASA (EU) et FAA (USA) ont publié une  consigne de navigabilité d’urgence relative aux moteurs de Pratt & Whitney « GTF « Pure Power » (problèmes initiaux PW1100G). Celle-ci fait suite à plusieurs décollages interrompus (RTO) et des arrêts de moteur en vol (IFSD) et qui concerne l’ensemble des modèles de moteurs de la famille GTF. Les restrictions opérationnelles d’urgence prévues dans la consigne de navigabilité limitent le nombre de cycle, lorsque les deux moteurs sur un même appareil sont affectés par le problème.

Les deux agences signalent un risque de fissure pouvant conduire à une défaillance susceptible d’entraîner un arrêt du moteur en vol.

Faisant suite aux problèmes  survenus sur les A220, une nouvelle consigne de navigabilité complémentaire de la première, exige des inspections répétitives des rotors et des aubes directrices d’entrée de phase 1 du LPC dans tous les moteurs PW1500G et PW1900G en service.

Correctif :

Le motoriste Pratt & Whitney termine actuellement la mise au point d’une nouvelle version de la  chemise qui enveloppe la chambre de combustion des moteurs « GTF ». Une fois terminée et certifiée, elle sera installée progressivement sur les A320 et A220 en service. Sont concernés par ces modifications 113 avions de la famille A320neo et 83 avions A220 en service.

Le motoriste travaille également à la suppression des vibrations sur le moteur, de la défaillance de la turbine à basse pression (LPC) et effectue une mise à jour de la boîte à engrenages.

Le motoriste devra encore spécifier suite à ses investigations avec le National Transportation Safety Board (NTSB) des États-Unis, si, il est recommandé de pratiquer des inspections répétitives plus fréquentes au-delà de celles déjà prescrites par la FAA.

Les autres utilisateurs peu touchés

Les mesures prises par le motoriste semblent produire leurs effets, les autres utilisateurs de l’A220 comme AirBaltic, Delta Airlines et Koréan Air qui ont réceptionnés leurs avions plus tardivement n’ont pas connu jusqu’ici les mêmes déconvenues. Il en va de même pour les A320neo entrés en service récemment.

Pression sur les motoristes 

Depuis, plus de quarante ans, les motoristes sont sous pression pour fournir à chaque nouvelle génération d’avions des moteurs toujours plus économiques et moins bruyants. Si, la motivation première concernait des motifs économiques, les besoins écologiques sont venus, depuis près de vingt ans, complémentés ceux-ci. Le calendrier de production des motoristes est devenu toujours plus serré. Quoi qu’il en soit, les problèmes de maturités sont monnaie courante dès la fabrication des moteurs et peu importe le nombre de tests pratiqués. L’expérience nous montre que certains types de problèmes ne feront surface qu’après des années de service. La forte demande de production en vue de rendre les avions toujours plus « propres » pourrait, donc bien faire éclore de nouveaux problèmes à l’avenir.

Situation chez SWISS ce matin 

Dans un bref communiqué sur Twitter, la compagnie SWISS annonce : « Après une inspection complète du moteur, les premiers appareils A220/CSeries ont déjà été remis en service en parfait état ce matin. Sur la base de la planification en cours, les opérations aériennes pourront être reprises ». La perturbation devrait être terminée jeudi avec la reprise normale des horaires. A noter que SWISS prend ces incidents très au sérieux et entretient des relations étroites avec les autorités compétentes, Airbus Canada et le motoriste Pratt & Whitney.

Photos : 1 A220 Swiss@SWISS 2 Moteur PW GTF « Pure Power »@ PW