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© 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, des projets ambitieux vont dans ce sens. Airbus travaille notamment à développer un monocouloir électrique ou hybride de ce type sans donner de date et le cabinet d’expertise Roland Berger estime que les premiers vols commerciaux en avion hybride – électrique de plus de 50 places auront lieu d’ici à 2032. Zunum Aero, pour sa part, prévoit de mettre son avion régional électrique-hybride de 12 places en service… en 2022 ! Avec près de 100 programmes différents dédiés à l’aéronef électrique aux quatre coins du monde (+30% par rapport à 2017), la course à l‘innovation est lancée*.
L’électrification est plutôt envisageable sur de petits aéronefs tels que les drones et les hélicoptères de type VTOL (Vertical Take-off and Landing).
Par ailleurs, Future Flight Consortium mené par Garuda Robotics a été sélectionné par l’autorité de l’aviation civile et le ministère des transports de Singapour afin de développer un système de gestion de l’espace aérien pour permettre l’insertion des drones en environnement urbain.
Les enjeux technologiques du MEA et la mobilisation du Groupe AMETRA
Plusieurs enjeux se dégagent sur le plan technologique, parmi lesquels :
- Les nouvelles architectures électriques
- Le stockage d’énergie
- L’électronique de puissance
- La génération et la transmission électrique
Pendant la première phase, les équipementiers devront travailler sur une base d’évolutions incrémentales, jusqu’à atteindre environ 1 mégawatt de puissance. En seconde phase, il s’agira plus de ruptures de technologies permettant d’aller au-delà de ce seuil.
À l’heure actuelle, les programmes de R&D de la filière aéronautique sont majoritairement financés par le Conseil pour la Recherche Aéronautique Civile (CORAC). La filière souhaite toutefois utiliser le retour d’expérience de l’électrification dans les secteurs automobile et ferroviaire, car des passerelles technologiques sont envisageables.
Dans ce contexte et en prévision notamment des projets qui s’inscrivent dans le MEA, le Groupe AMETRA se mobilise chaque jour pour renforcer son domaine d’expertise sur l’électronique de puissance, le stockage d’énergie et l’architecture électrique, ce qui permet de faciliter la mise à disposition de cette expertise auprès de la filière aéronautique.
Michel
*L’étude complète “Aircraft electrical propulsion – The next chapter of Aviation ?” est disponible à cette adresse :
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