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Mobilité et Systèmes

Pour les carburants aéronautiques… tout est histoire de compromis

En aéronautique, les carburants issus d’huiles végétales hydrotraitées (HEFAa) sont vus comme une alternative au jet A-1b pour réduire l’empreinte environnementale du transport aérien.
    
Toutefois, cette stratégie oriente vers des carburants majoritairement constitués de composés paraffiniques, ce qui génère des problèmes d’étanchéité des circuits. En effet, cette dernière requiert une teneur minimale en aromatiques, dont l’absorption permet d’assurer le gonflement des joints polymères. À l’inverse, ces composés doivent rester en quantité limitée, car ils sont à l’origine de dépôts et de la formation de polluants.
   
L’optimisation de la formulation de ces carburants aéronautiques synthétiques a été traitée dans le projet CAERc grâce à un programme expérimental dédié :

  • tests de compatibilité matériaux,
       
  • tests de stabilité thermique,
       
  • et tests de tenue à l’oxydation(1).

Les équipes d’IFPEN ont ainsi identifié les différents mécanismes en jeu pour la stabilité thermique et à l’oxydation, grâce à des techniques de pointe, couplées à une approche alliant mesures sur carburants réels et sur fluides modèles. Ces derniers ont été produits à partir d’une base paraffinique de type HEFA, dans laquelle ont été ajoutés du xylène ou de la tétraline à différentes concentrations.
     
La nécessité de la présence des aromatiques pour le gonflement des joints a été confirmée, avec un effet équivalent à celui produit par le jet A-1 pour un ajout de 10 % v/v de l’un ou l’autre des composés testés.
   
Des compositions optimales ont également été identifiées pour les autres critères étudiés.

Au final, il apparaît qu’une formulation favorisant les aromatiques monocycliques comme le xylène à 10 % v/v constitue le meilleur compromis sur l’ensemble des propriétés étudiées(2).
  
Ce travail se poursuit pour élargir la base de données en termes de composés chimiques, et dans la perspective d’une démarche de modélisation prédictive des relations propriétés vs composition.

 

a - Hydroprocessed Esters and Fatty Acids.
   
b - Carburant utilisé dans l’aviation.
   
c - Carburants alternatifs pour l’aéronautique, coordonné par IFPEN.

 

Contacts scientifiques :
    
        arij.ben-amara@ifpen.fr - marie-helene.klopffer@ifpen.fr - laurie.starck@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 32 - Mars 2018

Publications

  1. A. Ben Amara, M.-H. Klopffer, B. Veyrat, L. Starck, International Congress and Expo on Biofuels & Bioenergy, August 29-31, 2016 Sao Paulo, Brésil. 
         
  2. A. Ben Amara, M.-H. Klopffer, M. Alves Fortunato, L. Starck, Optimal jet fuel composition with stability and improved oxidation. Patent WO 2017/050687 A1.

 

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