Circuit carburant (avion de transport)

Introduction

      La plupart des circuits carburant des avions de transport sont très similaires. Les réservoirs de carburant dit structuraux sont la norme. Les avions de transport à réaction transportent des dizaines de milliers de livres de carburant à bord et ont besoin d'un système plus complexe avec plus de redondance que sur des avions de plus petits gabarits. Tout au long, ce sera le schéma carburant du B747-400 qui sera pris en exemple.

Composition

 

      On peut séparer le circuit carburant en 4 principaux sous-circuits représentés sur le schéma avec les couleurs associés : circuit principal, circuit d'intercommunication, circuit de délestage / Pleins carburant et circuit de transfère carburant.

      On y retrouve principalement : réservoirs carburant, des pompes carburants à différents usages, filtres, système d'injection, valves, clapets anti-retour, point de remplissage, sortie de délestage carburant et une unité de contrôle.  

 

Fonctionnement

Circuit principale

      Le circuit principal a pour rôle d'acheminer le carburant aux moteurs, il contient 2 pompes carburant électrique basse pression par moteur pour la redondance. Elles sont succédé par un clapet anti-retour pour empêcher que le carburant ne revienne en arrière. Sans ce clapet, si une des deux pompes n'est pas en fonctionnement, l'autre viderai une partie du carburant mise en pression à travers la pompe à l'arrêt. Une troisième pompe est présente sur le circuit principal du deuxième moteur pour alimenter l'APU en carburant. 

      Une valve "coupe feux" est présente en amont de chaque moteur pour couper l'alimentation en carburant des moteurs en cas de feux moteurs. Une même valve est présente pour l'APU (pas présente sur le schéma). Dans le compartiment moteur, une pompe haute pression est connecter aux relais accessoires du moteur pour envoyer une pression suffisante au système d'injection.

Valve "coupe feux"

Valve "coupe feux"

Pompe principale

Pompe APU

Clapet

anti-retour

Circuit d'intercommunication 

      Le circuit d'intercommunication permet de relier tous les circuits entre eux. Par exemple, toutes les parties du circuit principales sont interconnectées grâce à ce circuit et peuvent communiquer en ouvrant des valves d'intercommunication appelée "crossfeed", ce qui permet entre autres d'alimenter un moteur en carburant alors que ces deux pompes sont hors service grâce aux pompes d'un autre circuit. 

      Ce circuit est également connecté au circuit de délestage carburant via des valves. Des pompes sont aussi présentes dans ce circuit servant de pompes de secours et de pompes de délestage carburant dont le circuit est développé plus bas. Des clapets anti-retour sont présents pour les mêmes raisons que le circuit principal.

Pompe

secours / délestage

Crossfeed

Valve intercom délestage

Circuit pleins carburant / délestage 

      Ce circuit a deux rôles : Tout d'abord, c'est via celui-ci que l'on vient connecter le tuyau pour faire le plein carburant. Les deux points de remplissage sont représentés en haut du schéma. Pendant un plein, le carburant vient se repartir entre les différents réservoirs par les valves présentes tout le long afin de repartir au mieux le poids. Ces valves sont contrôlées la plupart du temps automatiquement, mais peuvent aussi être manipulées manuellement. Un clapet anti-retour succède chaque valve pour n'avoir qu'un sens de circulation du carburant.

      Son deuxième rôle est le délestage carburant appelé aussi "Vide-vite". C'est un procédé utilisé pour vidanger une partie du carburant en vol afin d'alléger l'avion en cas de problème. La sortie du carburant est représentée en bas de chaque extrémité des ailes, précédé d'une valve. Ce sont les pompes du circuit d'intercommunication qui sont utilisées pour acheminer le carburant vers l'extérieur. 

Point de remplissage

Valve de délestage

Clapet anti-retour

Valve de remplissage

Circuit de transfère carburant

      Il se peut qu'il y ait une trop grande différence de poids entre 2 réservoirs opposé (ex : MAIN 2 et MAIN 3), pour cela, il faut pouvoir transférer le carburant d'un réservoir à un autre. Avec tous les circuits vus précédemment via les pompes d'intercommunication et les valves de remplissage, il est facilement possible de transféré du carburant entre la plupart des réservoirs comme l'exemple ci-dessous.

      Néanmoins, bien que tous les réservoirs puissent recevoir du carburant, certains ne possède pas de pompes du circuit d'intercommunication (réservoirs : R2, MAIN1, MAIN4, R3). Donc, pour pouvoir quand même transféré leurs carburants, il existe un circuit de transfère constitué de valves et de clapets anti-retour. Le B747 étant un avion avec une voilure à dièdre positif (bout d'aile plus haut que l'emplanture), la gravité suffit à faire transférer le carburant.

Circuit du plan horizontal

      Certains avions comme le B747 ont un réservoir carburant dans le plan horizontal, il y a donc un circuit associé. Pour cet avion, il contient : 2 pompes de transfère, des valves, clapets anti-retour et une valve de remplissage carburant

 

La pompe de récupération

Les pompes de récupération, aussi appelées "Jet Pump", peuvent avoir deux types d'utilisation :

 

      Le premier est de l'utiliser comme récupérateur d'eau par effet Giffard. Ce dispositif est installé au point le plus bas du réservoir afin d'aspirer l'eau stagnante accumulée au fond du réservoir, car la densité de l'eau est plus grande que celle du carburant. La sortie est immédiatement adjacente à l'entrée de la pompe de suralimentation. Le risque d'une eau stagnante est le développement de bactéries.


      L'autre type fonctionne de la même manière, mais pour une raison différente. Elles sont appelées « jet pump de transfert » et elles fonctionnent pour réduire le carburant inutilisable à l'intérieur du réservoir central. Lorsque les pompes de secours du réservoir central sont arrêtées par manque de carburant dans le réservoir, il reste encore quelques centaines de kg de carburant dans le réservoir que les pompes de secours ne peuvent pas obtenir. Lorsque les réservoirs principaux sont inférieurs à la moitié de leur capacité, les jet pump de transfert commencent à fonctionner. Ils agissent pour transférer tout le carburant laissé au centre, dans les réservoirs principaux. Ils peuvent transférer environ 180 kg par heure.

Pompes de récupération

      Prenons l'exemple de la "jet pump" de récupération d'eau ci-dessous. Du carburant mise en pression est envoyé dans la tubarde (A), puis passe par la buse (2) pour être injecté dans le diffuseur (4). Ce flux créé une succion dans la tubarde (B), ce qui permet d'aspirer l'eau afin de la mélanger au carburant dans la chambre de mélange (3).