À 20 000 km/h, ce moteur aéronautique à « détonation oblique » permettrait de traverser l’Atlantique d’un bout à l’autre en 2 minutes.

L’idée des moteurs à détonation (oblique ou rotative) n’est pas entièrement nouvelle. Des concepts similaires sont apparus aux États-Unis et dans d’autres puissances pendant la Guerre froide dans le but de faire atteindre aux avions et aux missiles des vitesses hypersoniques, mais ils ont été abandonnés en raison de leur complexité technique.

Des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences (CAS) ont annoncé une avancée en matière de propulsion hypersonique, qui a permis d’appliquer des concepts théoriques datant de plusieurs décennies et de les tester dans des conditions de vol simulées. Le retour de ces concepts en Chine reflète à la fois les progrès réalisés en matière de matériaux et de modélisation informatique, ainsi que l’intérêt renouvelé à l’échelle mondiale pour une propulsion hypersonique capable de dépasser les limites des scramjets ou des étages de fusée traditionnels.

Remettre en question les lois de la physique

La recherche a été menée dans le tunnel d’impact JF‑12 de Pékin, une installation capable de reproduire des conditions de vol à grande altitude, supérieures à 40 km, ce qui permet de simuler des vitesses hypersoniques sans avoir besoin de quitter le sol. La technologie : un moteur à détonation oblique (ODE), qui utilise du kérosène aéronautique standard (RP‑3) afin d’atteindre des vitesses proches de Mach 16, soit environ 19 600 km/h.

Lors des essais, les équipes ont réussi à générer et à maintenir ce qu’on appelle une onde de détonation oblique, des structures d’impact auto-stabilisées qui permettent d’achever la combustion du mélange air-carburant en temps extrêmement courts, avec des taux de combustion qui, selon les rapports, sont 1 000 fois plus élevés que ceux des moteurs scramjet traditionnels.

En pratique, cette performance théorique permettrait à un avion d’atteindre des vitesses qui, si elles étaient maintenables en vol réel, transformeraient radicalement les délais de transport. Par exemple, traverser l’océan Atlantique en environ deux minutes aurait été impossible jusqu’à présent avec des propulseurs conventionnels.

Cependant, les responsables de l’annonce ainsi que des experts en propulsion soulignent que ces chiffres concernent encore des environnements de test en soufflerie et non des véhicules opérationnels.

Qu’est-ce que c’est et comment ça fonctionne

Le moteur à détonation oblique repose sur un principe différent de celui des moteurs à réaction conventionnels. Contrairement aux turboréacteurs ou aux moteurs scramjet, qui nécessitent plusieurs étapes de compression et de mélange de l’air avant la combustion, le ODE utilise des ondes de choc obliques pour faire détoner le mélange air-carburant directement dans la chambre de combustion.

L’un des éléments clés du concept testé par les scientifiques chinois est l’utilisation d’un élément mesurant à peine 5 mm, placé stratégiquement dans la chambre de combustion afin d’induire ces détonations autonomes, désignées dans les rapports comme des « diamants de détonation ». Cette configuration simplifie l’architecture du moteur, améliore son efficacité thermodynamique et permet potentiellement de réduire le poids total du système.

La mauvaise nouvelle : il n’y a pas d’électrification ici. L’utilisation du kérosène RP‑3, un carburant courant dans l’aviation civile et militaire, présente une double conséquence : d’une part, elle facilite la logistique et la production si le système s’avérait viable ; d’autre part, elle éloigne cette technologie des systèmes qui dépendent de carburants exotiques ou hautement spécialisés.

De la mise à l’épreuve en laboratoire à la réalité opérationnelle

Le secteur aérospatial et de la défense met en garde contre le fait que les réalisations sont encore loin de se concrétiser sous forme d’avions ou de missiles hypersoniques opérationnels. Les essais en tunnel à impact sont essentiels pour tester des concepts, mais reproduire ces conditions dans un moteur capable de fonctionner de manière stable en vol réel soulève d’importants défis techniques supplémentaires : gestion thermique, intégrité structurelle, contrôle du flux à des altitudes variables et adaptation de la propulsion au environnement réel de vol, pour ne citer que quelques-uns.

De plus, même si un moteur donne des résultats spectaculaires en simulation ou dans un environnement contrôlé, le passage à un prototype volant introduit des incertitudes. De nombreux systèmes hypersoniques expérimentaux précédents ont démontré des capacités prometteuses sur des bancs d’essai, mais ils sont restés bloqués à des étapes de développement lorsqu’ils se heurtent à des problèmes de vibration, de stabilité thermique ou d’intégration avec les systèmes de guidage et de contrôle de vol.

Ces progrès présentent en outre généralement une forte composante militaire. Les vitesses hypersoniques accélèrent non seulement le transport civil, mais modifient également le paysage des systèmes d’armes et de défense stratégique. Un système capable de voler à Mach 16 compliquerait énormément les schémas d’interception actuels et pourrait conférer des capacités de portée et de vitesse sans précédent tant aux vecteurs d’attaque qu’aux plateformes de reconnaissance.