Le Boeing 787, également connu par son surnom Dreamliner, est un avion long-courrier. Officiellement lancé le 26 avril 2004 pour une mise en service en mai 2008, il effectue son premier vol le 15 décembre 2009^[1] et est certifié le 26 août 2011. La première livraison du Boeing 787-8 Dreamliner a eu lieu le 26 septembre 2011 à la compagnie All Nippon Airways^[3].

Cet avion transporte entre 210 et 330 passagers^[1] selon les versions et configurations, et est plus économe en carburant : d'après les spécifications initiales de Boeing, une consommation inférieure de 20 % à celle d'un Airbus A330 ou d'un Boeing 777^[4].

Historique et positionnement

Première tentative face à l'A380 : le rapide « Sonic Cruiser »

Face à Airbus qui développait son très gros porteur A380, Boeing a souhaité développer une offre très différente. Dans un premier temps, avant 2001, l'avionneur américain avait envisagé de développer le Sonic Cruiser qui aurait eu une vitesse proche de celle du son (Mach 0,95), soit 10 % plus élevée que celle des avions de ligne « classiques » (Mach 0,85). Mais la consommation aurait augmenté dans les mêmes proportions, et la réponse des compagnies n’ayant pas été positive, ce projet a été abandonné.

Puis le « 787 », plus économe et avec un très grand rayon d'action

Boeing a alors souhaité proposer un avion offrant un rayon d'action nettement plus élevé que les appareils précédents, affirmant que le très gros A380 d'Airbus ne pourrait se vendre en grand nombre. En effet, Boeing, tablait sur le développement des vols « point à point » du fait de la saturation des hubs. Ce nouvel appareil, dénommé dans un premier temps 7E7^{[note 1]}, devait également permettre une réduction de 10 % de son coût d'exploitation par rapport au B767 , en particulier grâce à une baisse de 20 % de la consommation permise par l'utilisation massive des matériaux composites : leur taux atteint pour la première fois 50 % avec essentiellement du graphite (45 %) et de la fibre de verre (5 %)^[5],[6].

Il était initialement prévu en trois versions : 787-3, 787-8, et 787-9, mais en décembre 2010, faute de commandes, le plus petit modèle (787-3) a été annulé.

La capacité varie de 210 à 330 places. Une quatrième version allongée dénommée 787-10 est lancée en 2013.

Le prix catalogue en 2014 s’échelonne de 218 à 297 millions de dollars^[7].

Plusieurs compagnies se sont déclarées intéressées, et le 26 avril 2004, la société de transport aérien All Nippon Airways est devenue le premier client en annonçant une commande de 50 appareils pour environ 6 milliards de dollars. Avec un premier vol commercial au dernier trimestre 2011, après de nombreux reports^[8].

En réponse au 787, Airbus a lancé en 2004 le développement de l’A350, dont le projet initial était une version allongée et modifiée de l’A330, utilisant les mêmes moteurs et sans faire appel aussi massivement aux matériaux composites. En 2006, Airbus conçoit un avion entièrement nouveau, l'A350 XWB (extra wide body), utilisant des matériaux composites pour les ailes et le fuselage, dans une proportion certes similaire au 787, à noter toutefois que le procédé de fabrication du fuselage Carbone (CRFP) du 787 est beaucoup plus audacieux et nouveau du fait de sections construites d'un seul tenant.

Développement, premier vol et essais en vol

Motorisation et coopération internationale

Le 6 avril 2004, Boeing a annoncé qu’il n’avait sélectionné que deux motorisations, General Electric GEnx et Rolls-Royce Trent 1000. La proposition du motoriste américain Pratt & Whitney a été écartée, car jugée trop ambitieuse. L’interface permettra de monter les deux propulseurs sans modification.

Pour la conception et la fabrication, Boeing a fait appel à des industriels répartis dans une dizaine de pays : les grands groupes japonais et l’italien Finmeccanica (à partir de 2017 Leonardo), alliés fidèles de Boeing, mais aussi des fournisseurs en Australie, au Canada, en Chine, en Corée du Sud, au Royaume-Uni, en Suède et en France. Cette coopération internationale contribue au succès commercial de cet avion, unique dans l’histoire de l’aviation : plusieurs centaines de commandes avant même le 1^er vol^[9]. Mais si ce taux de sous-traitance avoisinant les 80 % est une première, c'est aussi un risque très grand pris par l'avionneur, qui expliquera une bonne partie de l'énorme retard constaté (plus de 2 ans de retard pour le premier vol et plus de 3 ans sur la première livraison^[10]).

De nombreux éléments de cet appareil étant assemblés en dehors des États-Unis, Boeing a ordonné le développement du Boeing Dreamlifter, un 747 modifié pour transporter des charges aux dimensions hors normes.

Le 23 avril 2016, la FAA demande à Boeing des réparations "urgentes" de certains moteurs General Electric GEnx, qui sont susceptibles de s'éteindre en plein vol^[11].( Voir AD 2016-08-12 ).

Planification et retards

Le premier vol devait avoir lieu fin juillet 2007, pour une entrée en service initialement prévue en mai 2008. Deux mois après sa présentation publique le 8 juillet 2007 (écrit 7/8/7 dans le format américain), un premier retard de 3 mois a été annoncé en raison d'une pénurie de fixations (le 8 juillet 2007 l’appareil présenté était construit avec des fixations temporaires qui ont dû être enlevées) et des problèmes de développement logiciels.

Un mois plus tard (octobre 2007), un deuxième retard de trois mois était annoncé, pour les mêmes causes auxquelles s’ajoutaient des difficultés dans l’organisation logistique de la fabrication. Le même mois, le responsable du programme était remplacé. En janvier 2008, troisième retard de 3 mois, avec report des premières livraisons à la compagnie de lancement All Nippon Airways en 2009. En avril 2008, à la suite de problèmes concernant le caisson central (pièce de jonction des ailes avec le fuselage), un quatrième retard est annoncé, reportant la prévision du premier vol au quatrième trimestre 2008 et retardant la première livraison au troisième trimestre 2009.

Boeing annonce dans le courant de cette même année l’abandon de la version 3 (787-3 voir tableau ci-dessous) uniquement commandée par les compagnies japonaises (ANA et JAL). Début novembre 2008, un cinquième délai était annoncé. Si la raison première invoquée est la grève de septembre/octobre 2008, la découverte d’un défaut sur 3 % des fixations des appareils ou tronçons déjà terminés^[12] est la cause d’un nouveau retard. Le 11 décembre 2008, Boeing annonce que le premier vol est reporté au deuxième trimestre 2009, et sa mise en service au premier trimestre 2010 sans autre précision à cette date^[13].

Le 15 juin 2009, durant le salon du Bourget, Boeing annonce que le 787 effectuera son premier vol dans les deux semaines. Pourtant, le 23 juin 2009, un communiqué indique qu’en raison de la nécessité de renforcer une partie de la structure de l’appareil, le premier vol est à nouveau repoussé, un nouveau planning ne devant pas être communiqué avant « plusieurs semaines »^[14].

Ce report du 1^er vol d'essai était dû à la découverte, lors des tests statiques au sol sur les ailes effectués en mai, que les raidisseurs en composite de l'extrados subissaient un délaminage du fait des compressions créées par la flexion des ailes. Le problème fut résolu avec l'installation de ferrures en titane à l'extrémité des raidisseurs du côté du fuselage et de fixations peau-raidisseurs dans l'aile^[6].

Le 5 juillet 2009, des rumeurs font état d’un délai supplémentaire de 18 mois, portant à près de 4 ans le retard total du projet. Il serait question d’ouvrir une nouvelle ligne d’assemblage (sur le site de Vought Aircraft Industries à Charleston, en Caroline du Sud).

Mi-août 2009, la presse spécialisée fait état d’une lettre adressée par Boeing à Alenia Aeronautica, partenaire italien chargé de réaliser la partie centrale du fuselage, lui demandant de geler provisoirement la production en raison de « rides » dans la structure de ces éléments de fuselage.

Le 27 août 2009, l’avionneur américain déclare s’engager à livrer le premier Boeing 787 à All Nippon Airways (ANA), la compagnie de lancement, au dernier trimestre 2010 et non pas au premier trimestre. Mais initialement, ANA aurait dû recevoir son premier appareil en mai 2008. Le programme affiche donc deux ans et demi de retard sur son calendrier initial. La date du premier vol a été maintes fois repoussée.

Le 28 octobre 2009, Boeing annonce qu’elle construira une deuxième ligne d’assemblage du Boeing 787 à North Charleston, en Caroline du Sud^[15].

Le 12 novembre 2009, Boeing annonce que ses ingénieurs ont finalement renforcé la jonction aile-fuselage qui posait problème depuis des mois^[16].

Premier vol

Le premier vol du Boeing 787 a eu lieu le 15 décembre 2009 à 10 h 27 UTC-8 à Everett depuis Paine Field situé à côté de l’usine Boeing^[17]. Après un peu plus de trois heures de vol, il atterrit à 13 h 35 UTC-8 à Boeing Field dans le Comté de King^[18].

Essais en vols, certifications

Le 19 juillet 2010, le Boeing 787 est présenté au Salon aéronautique de Farnborough en Angleterre^[19].

Le 9 novembre 2010, le Boeing 787 ZA002 atterrit d'urgence au Texas lors d'un vol de routine après que de la fumée a envahi la cabine de pilotage arrière. À la suite de cet incident, Boeing suspend ses vols d'essais jusqu'à nouvel ordre, pour ainsi découvrir la cause de cette dernière^[20].

Boeing a annoncé le 17 août 2011 avoir terminé les essais en vol nécessaires à la certification du Boeing 787-8 équipé de moteurs Rolls-Royce Trent 1000. Le dernier vol de la campagne d'essai avec le Rolls-Royce Trent 1000 a eu lieu le 13 août.

Et le 787-8 est certifié par la Federal Aviation Administration et l'Agence européenne de la sécurité aérienne le 26 août 2011, à l'occasion d'une cérémonie à Everett, Washington^[21].

Le 25 septembre 2011, le premier dreamliner livré à ANA est bien plus lourd que prévu (9,8 tonnes supplémentaires, soit 9 % du poids à vide), à la suite du remplacement d'une partie des pièces composite prévues par des pièces métalliques (Titane...). Cette modification a obligé ANA à utiliser le Dreamliner sur des lignes plus courtes^[22].

Boeing prévoyait que les essais du 787-8 équipé de moteurs GE Aviation GEnx seraient finis fin 2011, mais la date a été repoussée à début 2012^[23].

Surcoûts de développement, risque de non rentabilité du programme

Les innovations nombreuses, la marche forcée du programme, les difficultés liées à une externalisation massive et les très probables pénalités de retard ont, augmenté les coûts à 32 milliards de dollars, alors que l'externalisation devait réduire les coûts à 5 ou 6 milliards (par rapport du risque et de l'investissement aux sous-traitants).

De plus, Boeing a souhaité frapper un grand coup commercial, et les réductions offertes aux premiers clients ont été très importantes (de l'ordre de 38 %). Ce qui a effectivement permis un succès commercial sans précédent (840 commandes avant le premier vol), mais a aussi repoussé le point mort.

Caractéristiques

Composition matérielle en pourcentage par masse :

• 50 % composite
• 20 % aluminium
• 15 % titane
• 10 % acier et 5 % autres ^[24].

Le tableau ci-dessous fait apparaître les différentes versions par rapport au principal avion qu'il remplace (le Boeing 767), et aux avions concurrents Airbus actuel A 330 et futur A 350.

Les nouveautés propres à cet avion ne s’arrêtent pas à l’utilisation massive des composites. En effet, tous les systèmes ont été repensés afin de réduire la consommation.

La production d’énergie électrique occupe une part très importante dans cet avion. Les réchauffeurs extérieurs (pour empêcher la formation de givre) ainsi que le chauffage et la pressurisation sont entièrement électriques. Tous les autres avions de cette catégorie utilisent de l’air chaud et comprimé (bleed air) prélevé sur les moteurs.
L’ensemble des génératrices à bord peut produire 1 450 kVA.

Par ailleurs le B 787 offre une pressurisation plus supportable, équivalente à une altitude de 1 800 mètres contre 2 400 mètres aujourd'hui, ce qui permet de réduire les maux de têtes, les vertiges et la fatigue. Les hublots sont également d'une taille beaucoup plus importante, 67 % plus grande que la taille standard. Les volets des hublots sont supprimés. Une commande permet au passager d'assombrir un verre électrochrome ^[25].

Il polluera aussi moins du fait de sa consommation plus faible; il devrait réduire de 20 % ses émissions de CO₂ et de 30 % celles d'oxyde d'azote (NOx) tout en faisant 60 % moins de bruit (trace sonore) que les avions actuels^[26].

La voilure du Boeing 787 Dreamliner a été conçue d'après les observations réalisées sur les ailes des grands rapaces. L'avion se passe ainsi de winglets proéminents pour proposer une aile dont l'extrémité est recourbée vers l'arrière, se posant ainsi à contre-courant du mouvement de généralisation des winglets sur les appareils contemporains. Les concepteurs de l'Airbus A350 XWB, son principal rival, ont en effet retenu l'utilisation de sharklets.

• Voilure d'un Boeing 787

• Aile recourbée du Boeing 787

• Winglets de type sharklets de l'Airbus A350

Boeing 787-9 Dreamliner

Certification

Il a été certifié le 16 juin 2014 par la FAA (Autorité Fédérale de l'Aviation, États-Unis) et l'AESA (L'Agence Européenne de la Sécurité Aérienne)^[27].

Première livraison

Le premier Boeing 787-9 Dreamliner a été livré le 9 juillet 2014 à Air New Zealand^[28]. Le Boeing 787-9 Dreamliner est peint en livrée "All Black" spécialement pour l'occasion. Le premier vol du Boeing 787-9 d'ANZ était entre Auckland et Sydney, le 9 août 2014.

Commandes, clients et livraisons

Commandes

Le nouveau Boeing 787 est un succès commercial, il revendiquait :

• à la fin 2005, 291 commandes fermes et 88 intentions d’achats de 27 compagnies ;
• au 7 avril 2006, 388 Boeing 787 auraient été commandés par 28 clients différents ;
• au 25 août 2007, le 787 a été commandé à 684 exemplaires par 45 clients ;
• au 10 avril 2008, 892 commandes ;
• janvier et février 2009, 32 annulations (15 par la compagnie russe S7, 16 par la compagnie LCAL (Dubaï), une par Azerbaijan Airlines) ;
• au 16 novembre 2009, 840 commandes^[30];

• au 31 octobre 2011, 821 commandes^[31];

mars 2015^[32]

janvier 2017^[33]

Quelques clients

Aeroflot, Aeroméxico, Air Austral, Air Berlin, Air Canada, Air China, Air Europa, Air France-KLM, Air India, Air Mauritius, Air New Zealand, ANA, Arik Air, American Airlines , Arkia, Azerbaijan Airlines, Blue Panorama Airlines, British Airways, Camair-Co, China Eastern, Continental Airlines, Delta Airlines, Ethiopian Airlines, Etihad Airways, Garuda Indonesia, Gulf Air, Icelandair, Japan Airlines, Jetairfly, Jet Airways, Kenya Airways, Korean Air, LAN, LOT Polish Airlines, Monarch Airlines, Qantas, Qatar Airways, Royal Air Maroc, Royal Jordanian, Shanghai Airlines, Singapore Airlines, Thai Airways, Thomson Airways, United Airlines, Vietnam Airlines, Virgin Atlantic, Air Tahiti nui,TUI fly.

Les premiers clients du Dreamliner ont été All Nippon Airways, puis JAL et Ethiopian Airlines.

Partenariats

Comme signalé plus haut, une des caractéristiques du programme 787 a été une externalisation massive.

Le tableau montre que les équipementiers français ont été nombreux à être sélectionnés par Boeing pour réaliser cet avion. C'est en grande partie dû au fait qu'ils ont d'abord été fournisseurs d'Airbus depuis des décennies et donc associés de près aux nombreuses innovations réalisées par l'avionneur européen, et qu'ils ont su relever les défis énumérés par le directeur des achats de Boeing il y a une vingtaine d'années^[34].

C'est aussi probablement une conséquence de la nomination de Yves Galland, ancien ministre (notamment de l'Industrie, et délégué aux Finances et au Commerce extérieur, de 1995 à 1997), puis président de Boeing France, en mai 2003.

Incidents et accidents

Dans les mois suivant sa mise en service, le Boeing 787 a connu plusieurs incidents. Au 23 juillet 2013, on en dénombrait quatorze^[35]. Plusieurs concernaient une surchauffe de batteries, ayant entraîné l'arrêt de tous les vols de l'avion pendant plusieurs mois.

• Le 7 janvier 2013, un Dreamliner de la compagnie Japan Airlines est endommagé par un incendie dû à un problème d'une des batteries au lithium à l'aéroport Logan de Boston^[36].

• Le 8 janvier 2013, encore à Logan, une fuite de carburant force un autre 787 de la Japan Airlines à annuler son décollage^[36].

• Le 9 janvier 2013, la Japan Airlines annule ses vols intérieurs, invoquant des problèmes de freinage^[36].

Dans la même semaine, la compagnie All Nippon Airways annonce qu'un 787 se pose d'urgence à Matsuyama, à la suite de l'apparition d'une fissure sur le pare-brise du cockpit. Une fuite de carburant est également observée par la même compagnie sur un autre 787 à Miyazaki^[36].

• Le 11 janvier 2013, l'administration de l'aviation civile des États-Unis, la FAA, ordonne une inspection détaillée de l'ensemble des systèmes critiques de l'appareil^[36],[37].

• Le 16 janvier 2013, les deux principaux clients du Dreamliner All Nippon Airways et Japan Airlines clouent au sol leurs B787 à la suite d'un atterrissage d'urgence durant la nuit^[38]. Les États-Unis, l'Inde et le Chili interdisent aussi les vols, les vols sont interdits partout dans le monde le jour même^{[39],[40],[41]}.

• Le 21 janvier 2013, les lignes de production des batteries LiCo lithium cobalt du 787, fabriquées par GS Yuasa, sont contrôlées à la suite de problèmes de surchauffe ayant provoqué l’arrêt des 787 en circulation^[42].

• Le 19 avril 2013, après plusieurs essais en vols sur les nouvelles modifications apportées à leurs batteries Litihium-ion, la FAA a approuvé les modifications apportées aux batteries des 787 Dreamliner de l'avionneur Boeing après plusieurs tests en vol^{[réf. nécessaire]}.

• Le 12 juillet 2013, un appareil de la compagnie Ethiopian Airlines prend feu sur une piste de l'aéroport d'Heathrow^[43]. Le même jour un autre incident se produit en vol sur un 787 à destination de la Floride, le forçant à rebrousser chemin et à se poser à Manchester^[44].

• Le 26 juillet 2013, le four servant à la préparation des repas d'un appareil de la compagnie Air India surchauffe lors d'un vol intérieur et dégage un important nuage de fumée à l'intérieur de la cabine passager. Une enquête est demandée par l'aviation civile indienne. Le même jour, la compagnie All Nippon Airways annonce avoir détecté des câbles de batterie endommagés sur les balises de secours de deux appareils, pouvant entraîner la mise hors service de ces balises^[45].

• Le 7 septembre 2013, un des « Dreamliner » de la compagnie aérienne à bas coûts Norwegian Air Shuttle, qui devait relier Oslo à Bangkok, a subi un problème d'alimentation électrique. Les passagers ont dû être transférés, après avoir attendu plus de vingt-quatre heures, vers un autre appareil affrété à Stockholm^[46].

• Le 10 octobre 2013, un appareil de la compagnie Japan Airlines effectuant un vol entre Moscou et Tokyo a dû rebrousser chemin à la suite d'une défaillance électrique à bord de l'appareil, ayant pour conséquence la mise hors service de l'ensemble des toilettes à bord, ainsi que l'alimentation électrique des fours pour les repas à bord^[47].

• Le 16 octobre 2013, après son atterrissage à Bangalore en Inde, l'équipage d'un appareil de la compagnie Air India a constaté qu'une plaque de fuselage de 2,5 m x 1,2 m s'était détachée sous la carlingue de l'appareil^[48].

• Le 4 novembre 2013, un 787 d'Air India est contraint à un atterrissage prioritaire en raison d'un voyant signifiant un problème dans le système de freinage. Il y avait 184 passagers a bord de l'avion.

• Le 5 novembre 2013, un 787 de la compagnie LOT Polish Airlines est cloué au sol à l'aéroport de Bangkok (BKK), Thaïlande à la suite d'un problème d'alimentation électrique^[49].

• Le 25 novembre 2013, l'avionneur américain demande aux compagnies aériennes utilisant le 787 d'éviter de s'approcher à moins de 93 km des nuages d'orages susceptibles de contenir des cristaux de glace, par suite de l'enregistrement de six cas de givrage moteurs entre avril et novembre, entraînant une perte de puissance des moteurs. À la suite de ce communiqué, la compagnie Japan Airlines annonce qu'elle retire ses 787 des lignes Tokyo-Sydney, Tokyo-Singapour et Tokyo-New Delhi^[50].

• Le 14 janvier 2014, un appareil de la compagnie Japan Airlines est contraint d'annuler son vol à destination de Bangkok à la suite de la découverte d'un dégagement de fumée provenant d'une des batteries lors du contrôle avant embarquement à l'aéroport de Tokyo-Narita^[51].
• Le 6 février 2014, un appareil de la compagnie Air India s'est vu dans l'obligation d'interrompre son vol à la suite d'une défaillance logicielle^[52].
• Le 9 mars 2014, un appareil de la Japan Airlines effectuant la liaison Tokyo - San Francisco s'est posé en urgence à Honolulu, en raison d'une fuite d'huile de l'un des moteurs^[53].
• Le 4 août 2014, un avion de la compagnie norvégienne Norwegian effectuant la liaison Stockolm - Los Angeles a dû interrompre sa phase de montée et faire demi-tour à la suite du déclenchement d'une alarme sur les volets^[54].
• En octobre 2015, un avion de la compagnie Ethiopian Airlines immatriculé ET-ARF, vol ET500, est contraint de faire demi-tour après son escale à Dublin. Les pilotes ont été alertés d'un problème technique sur l'un des deux réacteurs de l'appareil. L'appareil s'est posé sans souci à l'aéroport international de Dublin vers 8h35, heure locale^[55],[56].
• Le 25 mars 2017, un Boeing 787-8 d'Air Canada effectuant la liaison Montréal-Shanghai a dû se poser d'urgence après une défaillance d'un moteur.

Dans la culture

L'avion a été montré au cinéma avant sa certification dans le film The Ghost Writer. Bien qu'en images de synthèse, l'appareil virtuel était aux couleurs de la compagnie Virgin Atlantic.