Abonnez-vous Identifiez-vous

Identifiez-vous

Vos codes d'accès sont erronés, Veuillez les saisir à nouveau. Mot de passe oublié ?

L'Usine Aéro

L'avion électrique crève le ciel

Publié le , mis à jour le 30/01/2018 À 11H51

Les projets d’aéronefs électriques sont légion et promettent un changement de modèle économique pour l’aéronautique.

L'avion électrique crève le ciel
Le prototype d’avion électrique de la société AeroSkyLux pourrait être prêt d’ici à 2020.

Un drôle de coucou s’est niché dans la soufflerie de l’Onera. Pas moins de 32 petits moteurs, alignés sur une aile unique de 2,90 mètres d’envergure, aux extrémités recourbées et surmontant un petit habitacle. La maquette d’Ampère détonne dans l’installation lilloise du centre français de recherche aérospatiale, où elle est actuellement testée. Son aérodynamisme a de quoi faire s’étrangler tout ingénieur normalement constitué. « Cet ensemble de moteurs crée un effet de soufflage aérodynamique qui permet d’accroître la portance à basse vitesse », précise Jean Hermetz, le responsable du projet.

Un élément clé pour ce prototype d’« avion d’affaires personnel », destiné à transporter quatre personnes sur une distance maximale de 500 km, à 250 km/h. Une performance bien éloignée de celles des avions de ligne classiques. Sa singularité technologique est invisible à l’œil nu. Ampère est censé être alimenté par des piles à hydrogène associées à des batteries. Il ne s’agit que d’un projet d’étude, mais le fait qu’il soit mené par l’Onera ne trompe pas : l’avion électrique pourrait très vite se faire une place dans le ciel. Dans le sillage de Solar Impulse, l’avion solaire expérimental, ou de l’avion-école E-Fan d’Airbus, les projets d’aéronefs électriques se multiplient.

« Ce foisonnement me rappelle les débuts de l’aviation, nous vivons un moment passionnant », s’enthousiasme un responsable dans un grand groupe industriel. Parmi les acteurs engagés dans ces projets, on retrouve des poids lourds comme Airbus, avec ses concepts de véhicules volants Vahana et CityAirbus. Le groupe reste discret sur les détails techniques. Son patron, Tom Enders, a néanmoins récemment rappelé qu’un prototype de Vahana sera testé d’ici à la fin de l’année. Il est élaboré dans le nouveau centre de R & D de l’avionneur, A3, en Californie. Le taxi volant CityAirbus est, quant à lui, porté par Airbus Helicopters.

Aux États-Unis, terre des projets les plus fous, les cerveaux bouillonnent. Terrafugia, entreprise installée dans le Massachusetts, a ainsi développé le TF-X. L’engin futuriste pourrait entrer en production d’ici à une dizaine d’années. La Nasa n’est pas en reste, avec son X-57. Le cofondateur de Google, Larry Page, soutient les projets de voitures électriques volantes des start-up Zee.Aero et Kitty Hawk. Des acteurs extérieurs qui pourraient bousculer les grands noms de l’aéronautique, estime André Borschberg, à l’initiative de Solar Impulse [lire l’entretien page 10].

Un concept limité aux aéronefs personnels

En Allemagne, la start-up Lilium est entrée en discussion avec l’Agence européenne de la sécurité aérienne (Aesa), qui a déjà mené des travaux pour l’insertion des drones. « Ces projets ressemblent à ce qu’on lisait dans les magazines de science-fiction des années 1970, s’amuse Dominique Roland, le responsable du développement de l’aviation générale à l’Aesa. Mais derrière, il y a des ingénieurs, de l’argent, des investisseurs. S’il ne faut pas négliger leur aspect marketing, ces projets constituent une réalité. »

Ils s’appuient sur le pari d’un nouveau type de mobilité urbaine : l’essor supposé imminent des aéronefs personnels. Autrement dit, des engins de taille modeste, capables de transporter une poignée de passagers tout au plus, sur de courtes distances. Le tout sans nuisances sonores ni émissions de CO2. Le livre blanc publié à l’automne 2016 par Uber a enfoncé le clou : le spécialiste du VTC, qui s’est notamment rapproché d’Airbus Helicopters, imagine dans un futur proche des voitures volantes 100 % électriques, disponibles via des applications sur smartphone. Pour se donner les moyens de ses ambitions, Uber vient de débaucher Mark Moore, l’expert en voiture volante de la Nasa.

Pourquoi limiter ces projets aux sauts de puce ? L’aéronef 100 % électrique de 200 places n’est pas pour demain. Entre le remplacement des systèmes hydrauliques, pneumatiques et mécaniques d’un avion par l’électricité – pour les freins, le dégivrage, l’éclairage –, poussé à son maximum par le Boeing 787, et celui de ses moteurs, il y a un monde. « Il existe un rapport 60 entre la densité énergétique d’une batterie lithium-ion et celle d’un kilo d’essence », résume Jean Hermetz. Pour un monocouloir, il faudrait ainsi embarquer… plus de 1 000 tonnes de batteries. Quant à la pile à combustible, malgré un bon rendement énergétique et l’intérêt que lui porte notamment l’équipementier Zodiac, elle peine à percer dans le milieu aéronautique. De quoi freiner les projets 100 % électriques. Seule l’hybridation permet, à l’heure actuelle, d’envisager des avions de transport de masse d’une centaine de places [lire l’encadré page 9], comme l’ambitionne Airbus.

L’avènement de la propulsion distribuée

Les voitures volantes pourraient pourtant marquer une rupture historique dans l’aéronautique, en raison de la nature de leur source d’énergie : le rendement d’un moteur électrique ne diminue pas lorsqu’on réduit sa taille, contrairement au moteur thermique. Quand l’aviation a jusqu’à présent privilégié un petit nombre de moteurs – deux dans la majorité des cas –, l’irruption de l’électrique ne fixe plus aucune limite. C’est l’avènement de la propulsion distribuée. En lieu et place d’un moteur de monocouloir de 20 MW, elle permet de fractionner cette puissance en plusieurs sources (environ 15 kW pour chaque moteur d’Ampère). Avantage de cette démultiplication des moteurs, qui laisse le champ libre aux créations les plus insolites en termes d’architecture ? Un contrôle plus précis de l’altitude. « Le grand nombre de propulseurs implique le développement de calculateurs embarqués qui vont prendre en charge une grande partie du pilotage, de sorte que le pilote n’ait que des ordres de missions à fournir », explique Jean Hermetz. Surgit dès lors le scénario d’une autonomie des véhicules…

Sur le papier, le ciel appartient déjà aux avions électriques. « La plupart des technologies nécessaires, comme les batteries, les moteurs et l’avionique sont prêtes », assure Rodin Lyasoff, le responsable de Vahana, dans un article publié sur le site internet d’Airbus. Un enthousiasme que certains préfèrent tempérer. « Il y a encore de nombreux points technologiques à résoudre pour faire de l’avion électrique un système fiable, rectifiable et économiquement viable », avance Pierre Duval, consultant aéronautique indépendant et président de la commission réglementation sécurité environnement au sein de l’Aéroclub de France. Parmi les sujets brûlants : l’isolation de câbles transportant une forte puissance électrique de plusieurs dizaines de mégawatts. Une difficulté d’autant plus aiguë dans un avion que des problèmes de rayonnements électromagnétiques peuvent se poser avec l’avionique, et que la baisse de pression peut entraîner des décharges partielles de courant. Sans oublier une sensibilité accrue au foudroiement.

Quant à la possibilité de mettre en œuvre la supraconductivité pour refroidir et limiter les pertes par effet Joule du système, la solution n’est pas au point. « Il faut une telle énergie pour faire voler un avion, que les fils de cuivre qui feraient passer l’électricité chaufferaient tellement qu’il ne serait tout simplement pas certifiable, admettait, mi-janvier, Marwan Lahoud, le responsable de la stratégie du groupe Airbus, devant la commission des affaires économiques de l’Assemblée nationale. Physiquement, nous sommes bloqués par la capacité à avoir de la supraconductivité à température ambiante, c’est-à-dire à – 50 °C. » Autre écueil à ne pas négliger : des contraintes sécuritaires qui pourraient freiner l’engouement des industriels. « L’une des solutions serait de définir des liaisons autonomes pour éviter les collisions sur des parcours certifiés, comme la ligne 14 du métro parisien en quelque sorte, imagine Dominique Roland. D’ici à dix ans, nous verrons de toute façon arriver de nouveaux aéronefs, mais ils ne seront pas tout à fait ceux que l’on nous présente aujourd’hui. » Ces projets, pour futuristes qu’ils soient, ont cependant un mérite : ils laissent entrevoir la possibilité d’un nouvel horizon, alors que le modèle économique et architectural de l’aéronautique date de l’après-guerre.

Un tour du monde sans escale


Si les batteries limitent l’autonomie des avions électriques, pourquoi ne pas opter pour la pile à combustible ? C’est le pari technologique de la société AeroSkyLux, située à Gap (Hautes-Alpes). « Avec notre quatrième prototype d’avion électrique, nous comptons réaliser un tour du monde sans escale d’ici à 2019 ou 2020 », assure Jean-Luc Soullier, ancien pilote de ligne et détenteur du record mondial de vitesse de vol en ULM à propulsion électrique. Durée du vol estimée du futur monoplace de 300 kilos : 150 heures pour les quelque 40 000 kilomètres à effectuer. À titre de comparaison, Solar Impulse, alimenté par des panneaux solaires et des batteries, a effectué son tour du monde en seize mois et dix-sept escales. AeroSkyLux, qui ne comprend pour l’instant que deux salariés, s’est déjà illustré dans le développement de prototypes d’avion et d’ULM électriques. Et peut s’appuyer sur de sérieux partenaires tels que le spécialiste des batteries Saft et le centre français de recherche aérospatiale (Onera).

 

L’hybridation électrique


C’est le chaînon manquant entre l’aéronef tout électrique, comme l’E-Fan, et l’avion de ligne traditionnel. Son principe : de petits moteurs électriques complètent le moteur thermique classique dans les phases de décollage et d’atterrissage. De quoi réduire les dimensions de ce dernier, alors que la phase de vol nécessite une moindre puissance. Une technologie qui intéresse les industriels. Pour preuve, le patron de Safran, Philippe Petitcolin, a répété, lors de l’annonce de l’acquisition de Zodiac en janvier, son intention de développer des projets en ce sens. De leur côté, Airbus et Siemens ont signé un accord de coopération dans ce domaine, en avril 2016, et mis en place une équipe dédiée de 200 personnes.

 

Réagir à cet article

Testez L'Usine Nouvelle en mode abonné. Gratuit et sans engagement pendant 15 jours.

Nous suivre

 
 

Créez votre compte L’Usine Connect

Fermer
L'Usine Connect

Votre entreprise dispose d’un contrat
L’Usine Connect qui vous permet d’accéder librement à tous les contenus de L’Usine Nouvelle depuis ce poste et depuis l’extérieur.

Pour activer votre abonnement vous devez créer un compte

Créer votre Compte
Suivez-nous Suivre Usine Nouvelle sur Facebook Suivre Usine Nouvelle sur Twitter RSS Usine Nouvelle