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Motoriste connu pour son implication dans les solutions ''de terrain'' au service des pilotes, Claude Kieger, gérant de Loravia, tente de trouver les alternatives ''les plus propres'' à l'essence que consomment nos ULM. Après avoir développé un moteur d'origine automobile, tricylindre en ligne, avoir mis au point une injection électronique avec son environnement moteur complet, il s'intéresse aujourd'hui au carburant.

C. Kieger : ''Il est indéniable que le tarif du carburant a atteint un niveau historique et que cette dynamique ne peut qu'empirer. Nous devons trouver des solutions pour continuer à voler. Ces solutions peuvent prendre diverses formes : réduction de la consommation, électrification des ULM, remplacement du carburant historique par autre chose... Le poids des batteries et leur faible densité énergétique sont encore un frein au développement de l'aviation électrique. Mais cela viendra, plus tard. La réduction de la consommation se heurte à des murs difficilement franchissables, comme la puissance instantanée indispensable pour la sécurité, ou le coût de la mise au point de solutions pérennes dans un marché de niche. C'est pourquoi au final il m'a paru pertinent de tenter de substituer le gaz, technologie simple et déjà très aboutie dans l'automobile, à l'essence ou au diesel. L'avantage avec le gaz, c'est qu'une grande partie du matériel utile existe déjà, dimensionné pour nos moteurs. Reste à adopter les meilleurs compromis. On peut même trouver de nombreux avantages à voler au gaz.''

Claude Kieger présente un élément du kit de gazéification GPL pour moteurs Zongshen et LOR.

Il existe deux familles de gaz à injecter dans les moteurs à combustion interne : extrait du pétrole comme le butane, le propane ; ou naturel, comme le méthane contenu dans de gigantesques poches souterraines, voire issu de la biomasse, de l'agriculture ou de l'élevage. Le gaz naturel est courant et se puise à profusion. On en extrait également en France et l'Europe est autosuffisante. Pour l'utiliser dans les moteurs à combustion interne, il est possible de le comprimer ou de le liquéfier pour augmenter sa densité énergétique.
Ainsi, le gaz de pétrole liquéfié - GPL - (40% butane-propane et 60% naturel) possède-t-il une densité énergétique (brute ou calorifique) de 12 kWh/kg, comparable à celle de l'essence. Après correction du dispositif de transformation mécanique, cette valeur subit une dépréciation d'environ 22%. On dit alors qu'un moteur GPL consomme une masse de gaz supérieure d'environ 22% à celle de l'essence.
Il en va sensiblement de même pour le gaz naturel liquéfié GNL. Mais ce dernier est un liquide cryogénique (-163°C) qui pose des problèmes de sécurité lors des manipulations, notamment au remplissage.
Les carburants gazeux liquéfiés sont soumis à une pression de l'ordre de 7 à 9 bars.
Le gaz naturel comprimé - GNC - peut être stocké dans des réservoirs spécifiques sous 200 à 300 bars de pression. A 200 bars, la densité énergétique de 14 kWh/kg, comparable à celle du GPL, donc inférieure de 20% à celle de l'essence.

La contenance des réservoirs automobiles adaptables à l'ULM varie en fonction du système retenu, 4 à 5 litres (GNC) ou 40 à 50 litres (GPL-GNL) en moyenne.

A l'usage, les gaz liquides ou comprimés nécessitent une infrastructure pour le remplissage, plus compliquée que le transfert par bidons dont nous usons et abusons. De même, les réservoirs ne sont pas de simples ''récipients'', mais des produits de haute technologie pour certains, avec des organes de sécurités qui doivent être contrôlés périodiquement.

Le remplissage reste la difficulté pour l'utilisation du gaz en ULM : seule une modification des règles ou la mise en place d'une infrastructure-réseau dédiée peut palier au problème.

C. Kieger : ''le gaz donnant moins de puissance que l'essence, nous avons choisi de travailler sur un LOR 912 S à carburateurs, de technologie comparable au Zongshen C100 (100 ch). Nous avons opté pour des composants automobiles éprouvés et économiques. L'installation est finalement assez simple et ne remet pas en question le design de l'ULM, du moins pour les tests. On conserve un réservoir d'essence indispensable pour le démarrage et on ajoute un réservoir pour le gaz. Pour une question de poids ce réservoir est en matériau composite, issu de l'industrie automobile. Il existe de nombreuses options de forme et de contenance et les tarifs ne sont pas prohibitifs.
La question de l'approvisionnement est essentielle : nous avons dû nous orienter vers le GPL pour une question pratique. C'est le seul gaz facilement accessible à la pompe avec une valve d'adaptation. Mais bien sûr on doit déplacer le réservoir car il n'y a pas de transfert possible de manière simple, sécuritaire, individuelle et économique. Pour pérenniser le concept, il faudra adapter la réglementation ou disposer de stations de distribution sur les aérodromes. C'est une question de volonté ; les fédérations doivent se préparer à affronter la question.
Les premiers tests statiques sont plus qu'encourageants.

Les tests sont opérés sur un moteur LOR 912 S (Rotax 912 S) équipé de carburateurs. Le montage d'un kit automobile n'est pas très compliqué et ne nécessite que peu de place supplémentaire sous le capot.

Notre objectif est d'équiper un démonstrateur (Skyranger 100 ch) pour valider le concept. Les modifications seront assez légères : mise en place d'un réservoir carbone démontable ; réduction de la contenance du réservoir d'essence ; mise en place de la tuyauterie spécifique ; mise en place de l'interface de connexion en conservant l'admission d'origine et mise en place du commutateur gaz-essence et des organes de sécurité.
Les réglages de carburation restent inchangés et seule l'injection de gaz demande une optimisation particulière pour conserver des températures constantes et une puissance adaptée. Des métrologies calendaires nous permettrons de vérifier que les organes mobiles et de distribution ne s'altèrent pas.
Dans un second temps, il semble opportun de s'orienter vers l'injection essence-gaz, qui a l'énorme avantage d'être gérée par un calculateur optimisant au mieux les paramètres et s'occupant de la sélection de manière autonome. C'est un avantage pour le pilote qui n'a à se soucier que de son pilotage.

Une version pour moteurs à injection (ici le Zongshen C100i) sera développée ultérieurement. Sa gestion automatisée sera un atout pour le pilote.

Pour l'instant on ne parle pas de tarif. C'est une voie en exploration qui mérite d'être traitée avec sérieux, posément, pour intéresser les fédérations et les pouvoirs publics. Nous devons proposer des options de remplissage indiscutables, sûres et fiables. Nous devons être intransigeants avec la sécurité, les contrôles, l'entretien et les réparations.
La gazéification de l'aéronautique de loisir apporte 3 avantages notables : la réduction d'environ de 30 à 40% de la dépense en carburant (aspect financier) ; une moindre pollution (-15% de CO² et pas de particules fines) ; une alternative à la raréfaction future des hydrocarbures liquides essence et diesel ; un fonctionnement plus harmonieux, moins brutal des moteurs (constaté dès les premiers essais). Inconvénient, le poids de l'installation complète (de 12 à 17 kg selon réservoir) ; la réduction d'autonomie à masse de carburant embarquée égale (environ -20%).
Si le gaz n'est pas la panacée pour voler, c'est toutefois une alternative accessible et surtout immédiate, en attendant que l'électricité prenne le relais avec des batteries adaptées à l'aéronautique.''