Différence entre avion à hélice turbopropulseur et jet

Location d’avions privés : comment choisir entre hélice, ou turboprop, et jet?

Vous voulez louer un avion pour un vol privé, mais vous hésitez entre un avion à hélice et un jet. Voilà comment choisir.

Jet et avion à hélice, différence technique et de prestations

Les avions propulsés par des hélices sont idéaux pour les applications où l’efficacité et le coût l’emportent sur les exigences de vitesse. Les petits avions, les avions régionaux et les avions cargo sont de bons exemples. Ne vous méprenez pas en croyant que les avions à hélice sont des machines lentes et aérodynamiquement brutes. Au contraire, certains sont très high-tech, pressurisés et rapides.

Flyer - Photo courtesy Kitty Hawk
Flyer – Photo courtesy Kitty Hawk

Les hélices fournissent un moyen efficace de tirer un avion dans l’air. Ces avions sont économes en carburant et peu coûteux. Les avions équipés d’hélices peuvent généralement voler plus lentement et utiliser des pistes plus courtes. Donc, les aéroports qu’ils peuvent utiliser sont forcement plus nombreux. Les pistes de gravier présentent peu de danger pour les moteurs. Le bruit peut être un inconvénient, cependant, et le vol supersonique est tout à fait hors de question. L’altitude est limitée par le fait que les hélices ont besoin d’air atmosphérique plus épais à «mordre». Les moteurs à pistons ne seront jamais aussi sûrs et fiables que les moteurs à réaction. Les turbopropulseurs éliminent le moteur à pistons en le remplaçant par une turbine à gaz. Bien que coûteux, ils sont beaucoup plus sûrs et plus puissants.

Les turboréacteurs : fonctionnement

turboréacteur avec ventilateur (fan jet)
turboréacteur avec ventilateur (fan jet)

Certains avions exigent beaucoup plus de puissance ou de vitesse qu’une hélice pourrait jamais fournir. Les moteurs à réaction alimentent de gros avions, des avions de chasse et tout ce qui doit aller vite ou très haut aux dépens du coût. Le plus gros moteur à réaction GE produit 70.000 kg de poussée. Malheureusement, la consommation de carburant est une dépense vraiment horrible. Selon le site web de Boeing, le 747 brûle environ 12 litres par kilomètre!  150 000 l pour un vol de 10 heures comme Paris-Los Angeles. L’aile d’un jet nécessite une vitesse d’atterrissage plus rapide que celle des avions à hélices. Les moteurs à réaction sont également incroyablement coûteux. Un moteur Rolls Royce coûte 20 millions d’euros.

Les turboréacteurs (le premier type de jets en usage général) fonctionnent exclusivement par compression de l’air, ajout de combustible brûlant et utilisation de turbines pour faire tourner les pales du compresseur. Les turboréacteurs avec ventilateur (fan jet) prennent le concept de turboréacteur et ajoutent des lames qui poussent l’air autour de l’extérieur du moteur pour produire plus de poussée. Ils sont plus efficaces que les turboréacteurs et ont, pour la plupart, remplacé complètement les turboréacteurs dans l’utilisation de l’aviation.

Turbopropulseurs : plus écologiques, coûtent jusqu’à 10 fois moins cher

fonctionnement du turbopropulseur avec hélice
Par Turboprop_operation.png: Emoscopesderivative work: M0tty (talk) — Turboprop_operation.png, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7611428

Les turbopropulseurs utilisent le même système de turbine de base qu’un turboréacteur mais sont optimisés pour générer un couple sur un arbre central au lieu de maximiser la poussée générée par le flux d’air / carburant dans le moteur. L’arbre est relié à une hélice autrement normale pour fournir la plupart de la poussée pour faire voler un avion. Ces moteurs produisent généralement moins d’énergie que les moteurs à jet d’air, mais sont beaucoup plus efficaces tout en produisant ce niveau inférieur de puissance, consomment moins de carburant et sont donc moins chers. Les avions équipés de turbopropulseurs sont nettement plus rapides que les avions équipés d’hélices alimentées par des moteurs à pistons, mais pas aussi rapides que les avions à réaction purs.

Les coûts d’exploitation des avions à turbopropulseurs représentent souvent le dixième du coût des avions à turboréacteur. Les avions turbopropulseurs sont généralement utilisés pour les vols de plus courte durée. Ils sont efficaces à des altitudes inférieures et à des vitesses d’air inférieures à celles des jets purs. Ils sont généralement plus petits en termes de sièges et de capacité de chargement, mais ont une large gamme de tailles, de quelques sièges à une centaine. Les turboprops peuvent également fonctionner à partir de pistes plus courtes que les jets purs, avec des capacités de charge utile similaires.

Les turbopropulseurs sont-ils vraiment plus efficaces que les jets ?

Turboprop ATR 72
Turboprop ATR 72

Si oui, cela signifie-t-il que les compagnies aériennes qui utilisent des jets dépensent du carburant pour des vols plus rapides?
La réponse courte aux deux questions est oui. La longue réponse est, ce n’est pas si simple. Nous pouvons voir que le ATR 72 dans la photo ci-dessus a une vitesse maximale de 580 km/h et une portée de 2.000 km. Il peut transporter environ 70 passagers. Il brûle environ 810 litres par heure. Un Boeing 737-400 porte environ 150 passagers, a une portée maximale d’environ 3.500 km, et une vitesse de croisière d’environ 900 km/h (presque double de la portée, et plus de 1,5 fois la vitesse). Mais son taux de combustion est d’environ 3 000 litres par heure (793 gallons).
Est-ce donc un compromis strict? Vitesse et efficacité? Eh bien, pas tout à fait.
En résumé:
Caractéristiques du turbopropulseur
• Efficace à basse vitesse : Mach 0.6 = 734.4  km/h, basse altitude
• Faible poussée
Cela conduit à des avions plus petits sur des itinéraires plus courts et plus lents, car ils n’ont pas à grimper ou à voler rapidement pour y arriver dans un laps de temps raisonnable. En outre, ces petits sauts nécessitent généralement moins de passagers, vu que faire un deuxième vol est mieux que d’avoir besoin d’un avion beaucoup plus grand.
Caractéristiques du Turbofan
• Efficace à haute vitesse : Mach 0.8 =  979.2 km/h, haute altitude
• Haute poussée

Les jets sont plus efficaces à haute altitude. Pour les distances courtes, les turbopropulseurs sont plus éconergétiques que les jets. Sur les vols plus longs, les moteurs à réaction (turbofan) gagnent la course.

Les moteurs Turbofan sont les meilleurs à haute altitude. Ils doivent combiner moins de carburant avec l’air plus fine, et il y a moins de traînée à des altitudes élevées. À moyenne et basse altitude, les turbopropulseurs sont des moteurs plus efficaces, mais moins efficaces à des vitesses plus élevées et des altitudes plus élevées. Comme tous les vols commencent et se terminent à basse altitude, le segment de croisière à haute altitude doit être suffisamment long pour que le moteur turbofan puisse compenser son désavantage pendant le démarrage et l’atterrissage. Le seuil de rentabilité se situe entre 500 et 800 km.

Les jets sont en effet plus rapides, mais sur les vols courts la différence de temps est marginale. Une grande partie du temps est consacrée à l’aéroport et à basse altitude où la vitesse est souvent restreinte. Plus le vol est long, plus le facteur temps devient un avantage pour le jet. Non seulement pour le passager, comme le vol plus court, mais cela signifie aussi moins de coût pour l’opérateur qui paie les pilotes et les agents de bord à l’heure.

Avions à turbopropulseur avec hélices contre rotatives

Il y a de plus en plus d’avions à turbopropulseur avec hélices contre rotatives, une technologie prometteuse qui augmente d’environ 20 %  les prestations de l’avion, en réduisant sa consommation.

L’avion à hélice avec turbopropulseur plus rapide du monde

Tupolev Tu 95
Tupolev Tu 95

Le Tupolev Tu-95 est un grand bombardier stratégique à quatre turbopropulseurs à hélices contre rotatives et une plate-forme de missiles. Le Tu-95 est entré en service avec l’Union soviétique en 1956 et devrait servir l’armée de l’air russe jusqu’à au moins 2040.

Vitesse max .: 925 km / h

Portée: 15 000 km

Vitesse de croisière: 710 km / h

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23 réflexions au sujet de “Différence entre avion à hélice turbopropulseur et jet”

  1. Félicitations pour votre exposé comparatif : une synthèse claire mais suffisamment complète et compréhensible des différents types de propulsion des aéronefs. Un plaisir pour l’ignorant – curieux -que j’étais sur le sujet. Merci.

    • Bonjour M. Vierling,

      votre commentaire m’a fait beaucoup de plaisir, d’autant plus que je trouve votre français très élégant.

      Merci.

  2. Je vous remerci aussi pour cette synthèse. Quel est l’avion le plus stable ?

    Bien cordialement

    • Bonjour,

      la stabilité ne dépend pas du type de propulsion, à hélice ou jet, mais de La “carrosserie” de l’avion.

    • Excusez mon retard. Pour avoir volé avec un ATR42 à turbo-hélice, je trouve que les hélices donnent un petit peu plus de stabilité, mais scientifiquement, je ne saurais pas trouver des réponses.

  3. Bonjour enfin un vrai exposé sur la question que tout le monde peut comprendre.

  4. Merci pour ces explications claires et documentées. Actuellement, la mode est à la miniaturisation des turboréacteurs pour les adapter aux avions de faible taille, concurrençant directement les turbopropulseurs : Cirrus Vision, Honda Jet, Eclipse, et même… Cri-cri Colomban, le plus petit des avions “de tourisme” monoplace ! Ce sont apparemment des extrapolations d’APU de jets commerciaux. Reste à voir la fiabilité et les coûts de maintenance de ces appareils ! Et puis, sans qualif IFR, le charme s’atténue : VFR et balade paisible ne sont peut-être pas exactement la destination de ces petites merveilles.

    • Merci, c’est vrai que le succès de la miniaturisation des turboréacteurs est éclatant, Cirrus Vision et Honda Jet étant les deux jets privés plus vendus au monde en 2018.

  5. Putaing !!!!!!!!! j’ai tout compris . Clair , précis, limpide ! A quand un mono turbo propulseur typer TBM 900 qui irait à 800 kM/h, Je pense que c’est tout à fait envisageable, il y a de nombreuses sociétés de conversion d’avion moteur en turbo propulseur aux USA. Si les Russes l’ont fait dans les années 50, on doit pouvoir le faire aujourd’hui….. Je parle techniquement évidemment, pas argent, car c’est toujours lui qui commande.
    Votre site est très bon , je l’ai découvert un peu par hasard en cherchant des infos sur le sujet. merci et bons vols à tous.

    • Merci. Je vais écrire un post sur le Daher TBM 940, très prochainement. Bons vols à vous aussi !

  6. Pour connaissances personnelles, quel est le prix approximatif d’un moteur turbo propulseur? Merci pour votre compréhension venant d’un néophyte.

  7. Bonjour Luca,

    Tes infos semblent pertinentes, as-tu un avion ou pilotes-tu à l’occasion et quel genre d’engin. Moi je suis nul en aviation et j’ai bien eu un copain qui pilotait sur commande et accessoirement, mais rien que de rouler avec lui en voiture ne m’a pas beaucoup rassuré… Donc j’ai préféré éviter le crash. J’aurai aimé savoir si tu as une possibilité de comparaison du poids d’un moteur à pistons de avec un turbo-propulseur d’une puissance proche et de leurs consommations économiques dans des conditions comparables. Si tu peu aussi m’aiguiller sur des documents sans te déranger, ce serait bienvenu de ta part. Au plaisir de te lire avec mes remerciements anticipés.

    • Bonjour Aldo,

      Merci de ton commentaire. J’ai écrit un article pour répondre à ta question, assez intéressante. http://blogfr.privatejetfinder.com/avion-prive-pistons/. Je travaille pour les entreprises en tant que SEO free-lance, en français, anglais et italien. Je trouve mes sources un peu partout, même en Allemagne. Je n’ai jamais piloté un avion.

      Bonne journée.

  8. tres beau document, et le blog est tres instructif, jajoute le site a ma liste de sources.
    merci pour ce altruisme, et cette gentillesse de partager autant de connaissances avec tout le monde.

    merci et bonne continuation

    • Bonjour,
      Fier de vos compliments, je vous souhaite de voler toujours plus haut !

  9. Merci pour ce résumé, c’est passionnant!

    “L’aile d’un jet nécessite une vitesse d’atterrissage plus rapide que celle des avions à hélices. ”

    Cela signifie que la vitesse de décrochage est plus basse sur un turboprops que sur un jet?

    Amicalement
    Nassim

    • Merci à vous.
      Oui, la vitesse de décrochage est plus basse sur un turboprop.
      Amicalement
      Luca

    • La vitesse de croisière d’un jet de ligne est en moyenne 900 km/h, contre 600 kilomètres par heure pour un turbopropulseur de ligne, comme un ATR 42.

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