Des A320 hybrides-électriques en ligne de mire pour le projet Imothep de l’Onéra
Comment concevoir des avions régionaux et court-moyen courriers du type A320 à propulsion hybride-électrique ? Lancé le 20 janvier pour quatre ans, le projet Imothep supervisé par l'Onera doit tracer une feuille de route technologique européenne. De quoi s'attaquer à 40% des émissions de CO2 de l'aviation.
Airbus, Leonardo, Safran,… Avec l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onéra) en guise de chef d’orchestre, ils sont 32 partenaires européens à s’investir dans le projet Imothep (pour Investigation and Maturation of Technologies for Hybrid Electric Propulsion). Lancé officiellement le 20 janvier pour quatre ans, Imothep a pour but d’évaluer le potentiel de la propulsion hybride-électrique pour l’aviation et d’établir une feuille de route pour son développement. Sur un budget total du projet de 18,2 millions d’euros (M€), la Commission européenne finance 10,4 M€ dans le cadre du programme Horizon 2020. Le reste est apporté par des partenaires russes.
La propulsion hybride-électrique consiste à mélanger des sources d'énergies thermiques et électriques avec des moteurs thermiques et électriques. « Beaucoup de combinaisons sont possibles, indique Philippe Novelli, directeur propulsion aéronautique et environnement à l’Onéra. L'idée est d'optimiser l'efficacité globale du système. » Par exemple en apportant une assistance électrique à un turboréacteur dans la phase de décollage - étape gourmande en puissance qui impose aujourd'hui un surdimensionnement du turboréacteur. « En phase de croisière le besoin en puissance est moindre, donc l'efficacité du turboréacteur n’est pas optimale », ajoute M. Novelli.
Saut de puissance
D’un point de vue conceptuel, la difficulté réside dans l'identification des meilleures architectures de chaînes de propulsion associées à des concepts d’avions. Concernant les composants, le défi est dans le saut de puissance, estime M. Novelli : « Aujourd’hui, par exemple, les densités de puissance maximales atteintes sur des moteurs électriques pour des avions de 250 kW sont de 5 kilowatts par kilogramme (kW/kg). Il nous faudra atteindre 10 kW/kg sur des machines de plusieurs mégawatts. »
Alors que des petits avions hybrides-électriques sont en cours de développement, comme Ecopulse annoncé par Daher, Safran et Airbus au salon du Bourget en juin dernier , Imothep vise l’étape d’après : « Nous nous focaliserons sur les avions régionaux et les court-moyen-courriers de type A320, précise M. Novelli. Les premiers ne représentent qu’une faible part des émissions de CO2 de l’aviation mais seront une première étape plus accessible. Les seconds représentent environ 40 % des émissions du secteur. » Les longs courriers ne sont pas envisagés pour le moment en raison de leur besoin en puissance plus élevé.
Le tout-électrique pas pour tout de suite
Alors que l’aviation représente 2 % à 3 % des émissions de CO2 à l’échelle mondiale, la filière aéronautique s’est engagée à réduire de moitié ses émissions d’ici 2050 par rapport au niveau de 2005. La propulsion hybride-électrique fait partie des pistes avancées pour y parvenir, avec l’amélioration de l’existant et les biocarburants. Pour l’instant, l’avion entièrement électrique est vu comme une option très lointaine : « Dans le milieu aéronautique, tout le monde est d'accord pour dire qu'un avion commercial alimenté uniquement par des batteries n'est pas dans le domaine du possible sauf rupture technologique que nous n'avons pas encore identifiée », affirme M. Novelli.
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