L’aviation du futur : le projet HELIOS

L’aviation du futur : le projet HELIOS

Le projet HELIOS est un projet interne à AMETRA, développé dans le cadre de la nouvelle cellule R&D Ametra Research. L’objectif du projet est d’aboutir à un système de distribution 100% électrique pour les réseaux aéronautiques, ce qui inclut aussi la propulsion. Ces recherches s’inscrivent dans le contexte de l’avion plus électrique (More Electric Aircraft, MEA) Cadre, contexte et challenges du projet Helios Le but du MEA est, entre autres, le remplacement des réseaux de transmission de puissance hydraulique et pneumatique par de l’électrique. Pour cela il faut augmenter la transmission de puissance électrique et ainsi : augmenter le courant ou augmenter la tension; Le problème est que si l’on augmente le courant, on augmente aussi le volume et le poids des câbles. Ainsi, pour augmenter la transmission de puissance sans modifier le courant, on doit augmenter la tension. Sur cette base, des tests par paliers et selon différents scenarii peuvent être réalisés, en se posant par exemple la question : “sur 540V en continu au niveau de la tension réseau, que se passe-t-il?” L’un des points les plus impactants est le bouleversement au niveau de la tension du réseau. À l’heure actuelle, l’avion le plus avancé au sens du MEA est le Boeing 787, qui intègre du 270 V en courant continu en plus d’un réseau électrique conventionnel (115 V courant alternatif et 28 V courant continu). Les évolutions vont permettre de passer à 540 V continu, puis à 1000 V continu pour les gros porteurs. La question de la tension implique aussi des problématiques de maintenance et de sécurité. Des arcs électriques apparaissent déjà à 270 V en...
La pile à combustible multifonctionnelle dans l’aéronautique

La pile à combustible multifonctionnelle dans l’aéronautique

Via sa nouvelle cellule interne R&D AMETRA Research, le Groupe AMETRA travaille actuellement sur l’intégration des piles à combustible multifonctionnelles destinées au secteur aéronautique. Pour rappel, les piles à combustible (PAC) produisent du courant électrique en convertissant l’énergie chimique de la réaction de l’hydrogène et de l’oxygène. Cette réaction est l’inverse de l’électrolyse. L’intérêt de ce type de pile est que l’on fournit un combustible qui se mélange avec l’oxygène de l’air et permet d’obtenir de l’électricité, mais aussi de générer des sous-produits comme de l’eau, de la chaleur et de l’air appauvri en oxygène. Les objectifs européens définis par ACARE (Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe ou Conseil Consultatif pour la Recherche Aéronautique en Europe) de réduction du bruit (-65% par rapport à l’an 2000), de réduction d’émission de CO2 (-75% par rapport à l’an 2000) et de NOx (-90% par rapport à l’an 2000) pour l’horizon 2050, s’inscrivent notamment avec les problématiques liées à l’Avion Plus Electrique (MEA). Au niveau de ces enjeux, la pile à combustible est particulièrement intéressante en raison de son caractère multifonctionnel. Son principal avantage est en effet d’économiser de la masse en réalisant plusieurs fonctions à partir d’un seul système. Le potentiel considérable des piles à combustible multifonctionnelles Le terme “multifonctionnel” signifie que l’on peut non seulement l’utiliser pour générer une puissance électrique afin d’alimenter l’avion, mais aussi pour générer des sous-produits qui vont remplir d’autres missions : eau pour les toilettes de l’avion, conditionnement de l’air dans la cabine, utilisation de la chaleur générée pour réchauffer les plats en cuisine… entre autres fonctionnalités. Là où la récupération de...
Vers l’avion plus électrique et hybride

Vers l’avion plus électrique et hybride

© image principale : Modélisation de l’avion régional hybride électrique de la start-up américaine Zunum Aero, qui utilisera un turbomoteur développé par Safran Helicopter engines Des avions qui polluent moins, un niveau de bruit réduit, une maintenance simplifiée … le développement d’aéronefs plus électriques et hybrides s’accélère partout dans le monde, porté notamment par des programmes communs tels que Clean Sky 2 et le More Electric Aircraft (MEA). Clean Sky 2 et MEA : l’électrification croissante de l’aéronautique au service de l’environnement Le programme More Electric Aircraft (MEA) a pour objectif de réduire l’empreinte environnementale des aéronefs à différents niveaux (gaz, CO², mais aussi bruit), en divisant par 4 les émissions de CO² d’ici à 2050. Cette volonté ne date pas d’hier : cela fait plusieurs années que l’ensemble de la filière investit dans l’électrification. Elle a démarré sur des programmes d’avions légers d’une capacité de 2 à 4 personnes. Les grands avionneurs comme Airbus ou encore des équipementiers (Safran, Thales…) prennent également une part considérable dans cette révolution technologique. La première partie du programme MEA est échelonnée jusqu’en 2025. Pendant cette première phase, les équipementiers vont faire évoluer les équipements non propulsifs pour que ces derniers soient de plus en plus électriques. Par la suite, l’objectif sera d’implémenter des systèmes propulsifs hybrides distribués, ce qui implique d’agir directement sur les moteurs. Une électrification à 100% n’est actuellement pas possible pour des avions de type A320 par exemple, car il faut énormément de batteries pour pouvoir se substituer aux moteurs actuels. Pour ces avions, l’une des pistes d’évolution à terme pourrait être le recours à l’hydrogène. Cela étant dit,...
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