Safran Aircraft Engines a lancé le 16 juillet 2026 sur le site d’Istres une campagne d’essais au sol du démonstrateur PHILEAS, premier moteur hybride électrique à échelle réelle intégrant deux machines électriques de 250 kilowatts chacune. Ces moteurs, installés respectivement sur les arbres haute pression et basse pression du turboréacteur, fonctionnent en mode bidirectionnel : ils injectent de la puissance pour assister le moteur thermique lors des phases critiques ou extraient de l’électricité pour alimenter les systèmes de bord en croisière. Cette architecture novatrice, financée par la Direction générale de l’Aviation civile (DGAC) dans le cadre du plan France 2030, vise à valider la faisabilité technique d’une réduction de 20 % de la consommation de carburant sur les avions de ligne moyen-courriers.
Architecture PHILEAS : deux machines électriques de 250 kW en mode bidirectionnel
Positionnement des moteurs électriques : sur les arbres haute pression et basse pression
L’innovation technique majeure de PHILEAS réside dans l’intégration mécanique et électrique de deux moteurs-générateurs au cœur même du turboréacteur. Le premier équipe l’arbre haute pression, qui relie la turbine haute pression au compresseur haute pression et tourne à environ 15 000 tours par minute en régime nominal. Le second s’installe sur l’arbre basse pression, solidaire de la soufflante et de la turbine basse pression, tournant à quelque 5 000 tours par minute. Cette configuration permet d’exploiter les deux niveaux de vitesse de rotation du moteur pour optimiser l’extraction ou l’injection d’énergie selon les besoins instantanés de l’avion. Selon Clubic, Safran a choisi cette double implantation pour maximiser la puissance cumulée sans pénaliser le diamètre du moteur ni augmenter sa masse de manière prohibitive.
Puissance cumulée de 500 kW : dimensionnement et limites thermiques
Les deux machines électriques délivrent ensemble 500 kilowatts, soit environ 670 chevaux. Cette puissance représente une fraction significative de la poussée totale d’un turboréacteur de classe moyenne, typiquement compris entre 100 et 150 kilonewtons. Le dimensionnement des machines a été optimisé pour limiter les pertes thermiques : les moteurs électriques génèrent de la chaleur par effet Joule dans les bobinages et par pertes magnétiques dans les tôles ferromagnétiques. Safran Electrical & Power, filiale spécialisée dans les systèmes électriques aéronautiques, a conçu un système de refroidissement liquide intégré au circuit d’huile du moteur pour évacuer ces calories. Les essais d’Istres viseront notamment à valider la stabilité thermique sur des cycles de fonctionnement prolongés, jusqu’à 300 heures cumulées, afin de garantir la fiabilité opérationnelle dans toutes les phases de vol.
Le mode bidirectionnel : injection et extraction de puissance selon les phases de vol
Décollage et montée : injection de puissance pour assister le moteur thermique
Au décollage et en montée initiale, le moteur thermique fonctionne à pleine puissance. Les deux machines électriques basculent alors en mode moteur : alimentées par des batteries embarquées ou des supercondensateurs, elles injectent leur puissance sur les arbres pour augmenter temporairement la poussée disponible. Cette assistance électrique permet de réduire la sollicitation thermique du turboréacteur, d’abaisser sa température de fonctionnement et donc de limiter les émissions d’oxydes d’azote (NOx). Pierre Cottenceau, directeur technique de Safran Aircraft Engines, qualifie cette étape d' »une nouvelle étape dans la maturation des technologies d’hybridation électrique ». L’objectif affiché est de gagner jusqu’à 5 % de poussée supplémentaire pendant quelques minutes, durée critique pour franchir les obstacles au départ des aéroports en altitude ou par forte chaleur.
Croisière : extraction d’électricité pour alimenter les systèmes de bord
En phase de croisière, le moteur thermique fonctionne à régime stabilisé, typiquement entre 85 et 90 % de sa puissance maximale. Les machines électriques basculent alors en mode générateur : elles prélèvent une fraction de l’énergie mécanique des arbres pour produire de l’électricité destinée aux systèmes avioniques, au conditionnement d’air, à l’éclairage et aux commandes de vol électriques. Selon Safran Aircraft Engines, « l’idée est de fournir un maximum d’électricité à l’avion, sans jamais pénaliser le rendement du moteur, quelle que soit la phase de vol ». Cette extraction remplace ou complète les générateurs électriques classiques, souvent entraînés par des boîtiers d’accessoires (AGB) qui prélèvent de l’énergie sur l’arbre haute pression via des transmissions mécaniques complexes et sources de pertes.
Descente et approche : récupération d’énergie et régénération
Lors de la descente et de l’approche, le moteur thermique réduit sa puissance. Les machines électriques peuvent alors récupérer l’énergie cinétique résiduelle des arbres en rotation pour recharger les batteries embarquées. Cette fonction de régénération, inspirée des systèmes hybrides automobiles, améliore le bilan énergétique global du vol. Les essais d’Istres incluront des séquences de décélération contrôlée pour quantifier l’énergie récupérable et valider les algorithmes de gestion de charge des batteries. Media24 souligne que cette capacité de récupération pourrait réduire la masse de batteries nécessaire, enjeu critique pour maintenir la charge utile commerciale de l’avion.
Enjeux d’intégration électrique : électronique de puissance et distribution
Safran Electrical & Power : responsable de l’électronique de puissance et du système de distribution
L’architecture électrique de PHILEAS repose sur des convertisseurs de puissance haute tension capables de gérer des flux bidirectionnels de plusieurs centaines d’ampères. Safran Electrical & Power, qui a certifié en février 2025 le premier moteur 100 % électrique aéronautique ENGINeUS 100 de 125 kilowatts, pilote le développement de l’électronique de puissance et du réseau de distribution électrique embarqué. Les convertisseurs doivent assurer la synchronisation des deux machines électriques avec les fréquences de rotation variables des arbres, tout en garantissant une qualité de courant compatible avec les normes aéronautiques DO-160. La tension du bus électrique principal, non divulguée officiellement, est estimée entre 540 et 800 volts en courant continu, par analogie avec le démonstrateur EcoPulse testé en 2023 (800 V DC, 350 kW). L’effort de décarbonation touche aussi la production de carburants durables, complémentaire à l’hybridation.
Gestion de la puissance inter-arbres : synchronisation et équilibrage
L’un des défis techniques majeurs consiste à équilibrer les flux de puissance entre les deux machines électriques sans perturber le fonctionnement du moteur thermique. Les arbres haute pression et basse pression tournent à des vitesses différentes et répondent à des dynamiques distinctes : l’arbre haute pression réagit rapidement aux variations de débit de carburant, tandis que l’arbre basse pression, lié à la soufflante de grand diamètre, possède une inertie plus élevée. Le système de contrôle doit donc synchroniser les consignes de couple électrique appliquées aux deux machines pour éviter les vibrations, les surtensions transitoires et les oscillations de poussée. Les 300 heures d’essais au sol incluront des tests de régimes partiels, de transitions rapides et de fonctionnement asymétrique (une seule machine active) pour cartographier les limites opérationnelles de l’architecture.
Tension et courant : spécifications du réseau électrique embarqué
Le réseau électrique embarqué de PHILEAS doit alimenter non seulement les deux machines électriques, mais aussi les systèmes avioniques et les équipements auxiliaires. La puissance instantanée peut atteindre 500 kilowatts en mode moteur, soit environ 650 ampères sous 800 volts. Les câbles électriques haute tension, les contacteurs et les disjoncteurs doivent supporter ces courants sans surchauffe ni arc électrique. Safran Electrical & Power a développé des connecteurs spécifiques blindés contre les interférences électromagnétiques, critiques dans l’environnement sévère d’un turboréacteur (champs magnétiques intenses, vibrations, températures extrêmes). Les technologies de puissance électrique trouvent aussi des applications dans les systèmes de défense, illustrant la transversalité des innovations.
300 heures de tests : validation de la stabilité et de la fiabilité
Protocole de test : phases de démarrage, régimes partiels, régimes maximaux
La campagne d’essais d’Istres, qui s’étendra sur six mois, comprendra trois grandes phases. La première validera les séquences de démarrage et d’arrêt du moteur avec les machines électriques actives, notamment la synchronisation initiale des convertisseurs et la montée en température contrôlée. La deuxième phase explorera les régimes partiels (50 à 85 % de puissance) pour cartographier les zones de fonctionnement optimal en mode générateur, où l’extraction d’électricité maximise le rendement global sans pénaliser la consommation spécifique du turboréacteur. La troisième phase testera les régimes maximaux en mode moteur, avec injection simultanée de 500 kilowatts pendant plusieurs minutes, pour valider la tenue thermique et mécanique des arbres et des paliers. Selon Journal de l’Aviation, ces essais s’inscrivent dans la feuille de route du programme CFM RISE, dont PHILEAS constitue une brique technologique majeure.
Les résultats attendus d’ici fin 2026 orienteront les décisions d’Airbus et de CFM International sur l’architecture du successeur du moteur LEAP, qui équipe actuellement plus de 4 000 avions A320neo et Boeing 737 MAX en service. Avec un carnet de commandes dépassant 12 000 unités et une cadence de production visée de 1 800 moteurs par an d’ici 2028, le LEAP représente plusieurs milliards d’euros de revenus annuels pour Safran. L’hybridation électrique, combinée aux carburants d’aviation durables, pourrait réduire jusqu’à 80 % les émissions de CO₂ du transport aérien moyen-courrier, objectif stratégique de la France dans le cadre du plan France 2030. La maîtrise de l’architecture électrique bidirectionnelle à 500 kilowatts constitue donc un enjeu industriel et environnemental de premier plan pour l’aviation commerciale de la prochaine décennie.
