Pratt et Whitney Canada : les moteurs de l’innovation

L’évolution technologique des aéronefs est intiment liée à celle des moteurs leur permettant de voler. En fait, un avion quelconque peut devenir extraordinaire avec la bonne motorisation. L’exemple le plus connu est le mariage parfait entre l’élégant North American P-51 Mustang et le moteur Rolls-Royce Merlin. À l’inverse, certains avions ont été conçus dès le départ autour d’un moteur particulier, comme le redoutable Republic P-47 Thunderbolt et son puissant Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp. Malgré cela, l’histoire des motoristes suscite généralement moins d’intérêt que celle des avionneurs. Et pourtant, l’un ne va pas sans l’autre. Afin de palier à cette lacune, je débute avec une entreprise canadienne dont les moteurs sont aujourd’hui largement utilisés dans le monde.

Fondé en 1925 aux États-Unis, Pratt & Whitney (P&W) est actuellement l’un des quatre principaux fabricants de moteurs d’aéronefs avec General Electric, Rolls-Royce et Safran. Dès sa création, P&W s’attela à développer une nouvelle génération de moteurs en étoile qui fit rapidement sa renommée. Réputés pour leur grande fiabilité, les moteurs Wasp et Hornet furent largement utilisés, tant pour des applications civiles que militaires. Nombre d’avions volent encore de nos jours avec ces vénérables moteurs réputés increvables. Le nom Pratt & Withney est aujourd’hui associé à deux entreprises distinctes, l’une américaine et l’autre canadienne, relevant toutes deux du conglomérat United Technologies Corporation.

En 1928, l’entreprise Canadian Pratt & Whitney Aircraft fut fondée par l’homme d’affaires montréalais James Young. Elle ouvre ses installations en 1929 sur la rive sud du Saint-Laurent à Ville Jacques-Cartier (aujourd’hui Longueuil) et s’affaire à la révision et l’entretien des moteurs Wasp et Hornet. Durant la Deuxième Guerre mondiale, l’entreprise croît rapidement et élargit ses activités avec la fabrication d’hélices et de moteurs. Au début des années 1950, voulant se concentrer sur le développement de moteurs à réaction, P&W délaisse la fabrication de moteurs à pistons et cède ce créneau à son pendant canadien. Les dirigeants de Pratt & Whitney Canada (P&WC) anticipent toutefois la fin de l’ère des moteurs en étoile, bien que ce marché soit encore fort lucratif. P&WC met donc sur pied en 1958 une équipe de jeunes ingénieurs chargés de développer un tout nouveau turbopropulseur révolutionnaire. Selon une expression anglophone, le turbomoteur léger PT6 sera non seulement un «Game Changer» pour l’industrie aéronautique, mais aussi pour P&WC.

Le développement d’un nouveau moteur nécessite plusieurs centaines d’heures d’essais sur banc statique, mais aussi en vol. Pour ce faire, PW&C emprunta à l’Aviation royale canadienne (ARC) un Beechcraft C-45 Expeditor. Un moteur PT6 de présérie fut monté sur le nez de l’appareil également doté de l’instrumentation nécessaire pour mesurer ses performances. Le premier vol de cet avion insolite eut lieu en mai 1961. Ce sera le premier banc d’essais volant de P&WC dont la flotte d’aéronefs évoluera au fil du développement de ses nouveaux moteurs.

Le premier avion de série motorisé avec le P&WC PT6 fut le Beechcraft 90 King Air lancé en 1964 et qui devint un grand succès commercial. Les moteurs PT6, qui n’ont cessé d’évoluer depuis, deviendront les turbopropulseurs les plus en demande dans leur catégorie avec au-delà de 50 000 exemplaires vendus à ce jour. Depuis 1963, leur ratio poids/puissance s’est amélioré de 50%, alors que leur consommation de carburant diminuait de 20%. Le PT6A se décline maintenant en plus de 65 modèles, d’une puissance allant de 500 à 2 000 CH. Ils motorisent une centaine de modèles d’avions d’utilisations diverses: épandage agricole (ex. Air Tractor), affaires/liaison (ex. Socata TBM-700), brousse (ex. Viking 400 Twin Otter) transport (ex. Cessna 208 Caravan), entraînement (ex. Pilatus PC-21), lutte antiguérilla (ex. EMB 314 Super Tucano) et reconnaissance électronique (ex. RC-12 Guardrail), Les avionneurs Beechcraft, Cessna, Embraer, Pilatus et Piper ont fait de P&WC leur motoriste de prédilection pour leurs appareils turbopropulsés.

Le C-45 Expeditor initialement utilisé par P&WC fut remplacé en 1980 par un Beechcraft 200 Super King Air. Aussi, avec la montée en puissance des nouveaux venus dans la famille des PT6, P&WC fit l’acquisition en 1972 d’un Vickers Viscount d’Air Canada. Reconverti, il effectua son premier vol en 1974 avec un PT6A-50 de 973 CH fixé sur son nez. Ce moteur équipera notamment l’avion de transport régional De Havilland Canada DHC-7. Le Viscount de P&WC vola jusqu’en 1989.

Lorsque De Havilland Canada réclama un moteur beaucoup plus puissant pour son futur DHC-8, P&WC répondit avec la nouvelle famille de turbopropulseurs PW100 qui se déclinera en diverses versions de 1800 à 5000 CH. Il fallait évidemment un nouveau banc d’essais volant pour cette famille de moteurs et P&WC fit donc l’acquisition d’un Boeing 720B à la fin de 1985.

Le premier aéronef équipé d’un PW100 fut l’Embraer EMB120 Brasilia. Aujourd’hui, les turbomoteurs la famille PW100 dominent largement (env. 90%) la flotte mondiale d’avions de transport régional, dont les omniprésents Bombardier Dash 8  et ATR 42/72. Mais ils trouvent aussi des applications aussi diverses que le bombardier d’eau CL-415 ainsi que des transporteurs militaires comme l’Airbus C-295. Le PW150, plus gros turbopropulseur produit à ce jour par P&WC, fut notamment sélectionné en 1995 pour le tout nouveau Bombardier Q400. Le nouvel avion de transport tactique Antonov AN-132 est un autre exemple du succès de ce puissant moteur. Notons aussi que les turbopropulseurs P&WC donnent une nouvelle vie à des vétérans. Mentionnons les bombardiers d’eau Canadair CL215T et Turbo-Firecat ainsi que les increvables Turbo Otter et le Turbo Dak.

Ne se limitant pas aux avions, les turbomoteurs de P&WC trouvent également preneurs chez les hélicoptéristes. D’ailleurs, le premier aéronef à voler uniquement avec un PT6 fut l’hélicoptère expérimental Hiller Ten99. Plus de 15 000 turbomoteurs P&WC ont à ce jour motorisé 34 modèles d’hélicoptères, tant civils que militaires, dont les fameux Bell UH-1N Twin Huey, Agusta-Westland AW139 et CH-146 Griffon.

Une autre application moins connue des turbomoteurs de P&WC, mais tout aussi essentielle au bon fonctionnement des avions de ligne, est comme groupe auxiliaire de puissance (GAP). Ces turbogénérateurs sont destinés à produire de l’énergie à bord des avions pour alimenter au sol les différents systèmes de bord quand les moteurs principaux sont à l’arrêt. Cela permet d’économiser du carburant et de donner l’énergie nécessaire pour démarrer les moteurs principaux. Le GAP est généralement positionné à l’arrière de l’avion, dans le cône de queue avec une petite tuyère d’échappement. Le turbomoteur ST6L73 (une déclinaison du PT6A) fut le premier mis en service par P&WC en 1968 à bord du Lockheed L-1011 TriStar. Aujourd’hui, les turbogénérateurs P&WC alimentent une gamme d’avions, dont le populaire Airbus A320 et l’imposant A380.

Les activités de P&WC ne se limitent pas aux turbomoteurs. En 1971, P&WC devenait le pionnier des petits réacteurs à soufflante destiné au marché des jets d’affaires en lançant la production du JT15D. Pour les premiers essais en vol de ce nouveau moteur réalisés en 1967, P&WC fit encore appel à un ancien avion militaire, soit un CF-100 Canuck. À compter de 1981, le vieux Canuck fut remplacé par un Learjet 36 (quasi identique au Learjet 35). La première application commerciale du moteur JT15D fut le tout nouveau Fanjet 500, précurseur du Cessna Citation.

Au milieu des années 1980, P&WC mit au point la turbosoufflante PW300 en visant le marché des gros réactés d’affaires. Le banc d’essais volant pour cette famille de moteurs fut le Boeing 720B de P&WC, auquel s’ajouta un deuxième exemplaire en 1995. Le jet d’affaires British Aerospace Hawker 1000 fut le premier avion commercialisé avec une turbosoufflante PW300.

Divers modèles de la famille des PW300 (2100 à 3600 kg de poussée) équipent aujourd’hui divers jets d’affaires moyen et long-courrier, mentionnons les Bombardier Learjet 60 et 80 ainsi que la famille des Dassault Falcon (7X, 8X et 2000). En 1995, le premier modèle de la famille des turbosoufflantes PW500 (1315 à 2040 Kg de poussée) destinés aux jets d’affaires de taille moyenne fut certifié et utilisé en premier par Cessna pour son Citation Bravo. Afin d’occuper également le créneau des petits jets légers, comme l’Embraer Phenom 100, P&WC développa le PW600 (400 à 1360 kg de poussée) qui fut certifié en 2006. Dernier né des turbosoufflantes de P&WC, la famille des PW800 (4500 à 9100 kg de poussée) vise le marché des jets d’affaires très long-courrier à large cabine. Le Gulfstream G500, mis en service en 2018, est le premier utilisateur des PW800. Dassault a également sélectionné des PW800 pour son futur Falcon 6X.

Depuis 2009/2010, P&WC effectue ses essais de moteurs en vol avec deux Boeing 747SP. Plutôt rare, le 747SP est caractérisé par un fuselage plus court et un rayon d’action augmenté de 25% comparativement au 747-100, Il ne fut construit qu’à 45 exemplaires et seulement une dizaine volent encore aujourd’hui. Arborant auparavant les couleurs d’Air China et de Korean Air, ces appareils ont bénéficié d’une avionique modernisée et sont aménagés en véritables laboratoires volants. Le premier est doté d’un pylône sur le côté du fuselage pouvant accueillir de petites ou moyennes turbosoufflantes.

Le deuxième est doté d’un mât-réacteur modifié de façon à recevoir de plus grosses turbosoufflantes en phase d’essais. C’est d’ailleurs ce 747SP qui effectua les essais en vol de la turbosoufflante PW1524G destinée au Bombardier CSeries. En fait, les 747SP de P&WC sont parmi les bancs d’essais en vol parmi les plus sophistiqués au monde, ce qui explique que P&WC effectue des essais pour les moteurs de son pendant américain qui a développé la famille des turbosoufflantes à engrenages PW1000G PurePower.

Ces 747SP sont basés au Centre aéronautique Mirabel de P&WC situé à une cinquantaine de kilomètres au nord de Montréal. La plupart des essais en vol sont donc effectués au-dessus du Québec. Pour les essais par grand froid, les 747SP sont déployés à l’aéroport d’Iqaluit au Nunavut. Les 747SP de P&WC séjournent également en Arizona pour les essais en conditions très chaudes et sèches, ainsi qu’au Colorado dans les montagnes Rocheuses pour répliquer les aéroports situés en haute altitude.

En 2017, P&WC célébrait la fabrication de son 100 000^ème moteur. P&WC compte aujourd’hui 60 000 moteurs en service exploités par 12 300 clients répartis dans plus de 200 pays. Loin de dormir sur ses lauriers, P&WC investit environ 500 millions de dollars canadiens par année en R&D. Bien que la flotte aérienne volant aux couleurs de P&WC soit fort modeste, son emblématique Pygargue à tête blanche orne les nacelles d’une multitude d’aéronefs qui sont ainsi un peu les siens.