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Les avions 100% électriques

Aujourd’hui, l’aérien représente 2,4% du total mondial des émissions de CO2 et un peu moins de 12% des gaz à effet de serre émis par le secteur du transport. Un chiffre certes plus faible que les véhicules routiers (18,5%) ou même le numérique (4%), mais qui doit malgré tout être réduit, dans une perspective de transition écologique.
Souvent pointée du doigt, l’aviation a subi ces derniers mois les foudres de nombreux détracteurs, allant jusqu’à créer un néologisme : « flygskam », désignant la honte de prendre l’avion.
Pourtant, conscient de la nécessité d’accélérer la transition écologique au vu de l’accroissement futur du nombre de passagers, notamment en Asie, le secteur aérien est un des acteurs des transports qui s’est montré le plus concerné par la nécessité de trouver des alternatives aux combustibles fossiles utilisés aujourd’hui.
Dans l’article à suivre, vous retrouverez ainsi quelques exemples d’avions, à motorisation hybride ou électrique, qui représentent le futur du transport : plus éco-responsable et plus adapté aux besoins du monde de demain.

Alice par Eviation Aircraft : « le Tesla des airs »

Projet lancé en 2015 par la startup Eviation Aircraft, l’avion « Alice », présenté pour la première fois au Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace du Bourget en 2019, est un prototype d’avion de 9 places exclusivement électrique qui pourrait rapidement devenir une alternative pour les trajets moyens de 500 à 1000 km (par exemple un Paris-Toulouse). Une aubaine pour les villes secondaires mal desservies. L’objectif annoncé de l’entreprise israélienne : « Changer la façon de voyager des gens »

Fruit de la recherche d’un large panel de partenaires incluant Israël, l'Italie, Singapour, l'Allemagne, la Corée du Sud, l'Australie, les Etats-Unis et… la France (la coque de l’avion est fabriquée par Multiplast, une entreprise vannetaise !) Alice constitue une véritable avancée dans le monde de l’aérien. « Il s'agit d'une étape historique dans l'industrie aéronautique. L'introduction d'Alice est l'avènement d'une toute nouvelle génération d'avions pour la première fois en 50 ans, et ce n'est que le début d'un avenir prometteur pour l'aviation électrique et les transports durables. » affirme ainsi le PDG d’Eviation Aircraft, Omer Bar-Yohay.

Long de douze mètres, l’appareil est composé de fibre de carbone et possède trois hélices, afin d’optimiser ses performances tout en consommant le moins d’énergie possible. Alice est ainsi capable d’accueillir 9 passagers plus un pilote et de voler sur 1000 km avec une autonomie d’environ 2h45 et une vitesse de croisière de 520 km/h.

Les coûts d’exploitation en vol de l’appareil devraient être dérisoires : 0,10 dollars par mile (1,6 km), contre environ 2$ pour le Cessna Citation Mustang. Ceci permettrait de voyager en avion au prix d’un billet de train.

Déjà disponible en pré-vente, l’avion devrait être officiellement commercialisé d’ici 2022, une fois que les tests lui permettant de recevoir les certifications des autorités américaines et européennes seront achevés.

Safran : des avions électriques pour des « sauts de puce » entre villes périphériques

Relier les villes périphériques entre elles de manière directe, sans avoir à multiplier les correspondances est un des challenges de l’aérien aujourd’hui. C’est en partie de ce constat qu’est né Air Affaires en 2017.

Le groupe Safran est arrivé à la même conclusion, analysant que les freins qui empêchent aujourd’hui le développement de l’aérien sur ces liaisons « pendulaires » pourraient être effacés par l’arrivée de l’hybride et de l’électrique.

Moins d’émissions de CO2, moins de bruit : Safran est ainsi en train de développer des aéronefs d’une douzaine de places intégrant une part d'électricité dans la propulsion, laquelle permettra de d'effectuer, selon la distance, des vols 100% électriques ou hybrides. Idéal pour des vols de type « commuter » et régionaux, ne dépassant pas une distance de 500km. De tels appareils pourraient voir le jour après 2025.

Sur des vols de type « commuter » et régionaux, ne dépassant pas une distance de 500km, Safran pourrait ainsi très prochainement se positionner.

Wright Electric : l’ambition d’un appareil 100% électrique pour plus de 100 passagers

Wright Electric, ne parle pas d’avion hybride, mais bien 100 % électrique. Et est très ambitieuse car elle souhaite s’attaquer directement au marché de l’aviation commerciale et non seulement d’affaires.

Soutenue par EasyJet, la startup envisage de créer un moyen de transport voyageant sur de courtes et moyennes distances, mais pouvant cette fois transporter entre 120 et 220 passagers. Wright Electric est la seule entreprise de cette liste à ne pas se concentrer d’abord sur des appareils appartenant à l’aviation légère.

La compagnie n’a pas donné d’estimation de la vitesse de son appareil, mais compte sur une autonomie de 550 kilomètres.

Comparée aux autres sociétés, Wright Electric voit loin puisque la mise en service de ses avions ne devrait pas se faire avant 2027. C’est surtout son objectif final qui peut impressionner : « d’ici 20 ans, tous les vols sur de courtes distances provoqueront zéro émission de CO2. »

Le X-57 Maxwell, l’avion électrique de la NASA

L’Agence américaine de l’aéronautique et de l’espace a présenté en novembre dernier le X-57 Maxwell, un avion électrique de 4 places adapté de l'avion italien Tecnam P2006T.

Cet appareil est un petit avion de quatre places à hélices, dont les deux moteurs thermiques ont été remplacés par 14 moteurs électriques et des batteries lithium-ion.

Dans sa version finale, l’avion pèsera 1360 kilos selon la NASA et pourra voler jusqu'à environ 4270 mètres d'altitude. Avec une vitesse de croisière de 276 km/h, il disposerait d'une autonomie d'environ 160 kilomètres, une distance assez faible en comparaison aux projets cités précédemment. Pour l’instant, cet appareil est ainsi plus destiné à des trajets régionaux très courts, dans un esprit de « taxi aérien » permettant de relier facilement les centres villes.

Les modèles d’appareils existants reconditionnés

Ampaire : un Cessna 337 transformé en avion hybride

Plutôt que de recréer un nouvel avion électrique de zéro, la startup américaine Ampaire a eu l’idée de transformer des aéronefs déjà existants en avions hybrides. Cette technologie consiste à allier les moteurs thermiques actuels à une motorisation électrique. Elle permettrait déjà de réduire les émissions de CO2 des avions de 30%.

Ampaire est ainsi parvenue à modifier un Cessna 337 Skymaster pour le transformer en avion hybride. L’appareil a volé pour la première fois en juin dernier et l’entreprise prévoit de commencer à le commercialiser en 2021.

Repabtisé Ampaire 337, ce bimoteur est l'avion hybride-électrique de plus grande capacité ayant jamais volé. Il permet non seulement d’économiser des émissions de CO2 mais aussi de réduire la facture de carburant et de voler de manière moins bruyante. L’avion permettrait ainsi de réduire les dépenses en kérosène de 90% et les frais de maintenance de 50%.

Côté technique, l’avion associe un moteur à combustion classique dans le nez et un moteur électrique dans la queue, alimenté par des batteries légères. Les deux moteurs travaillent ensemble pour optimiser la puissance de l’avion au fur et à mesure du vol.

Sept à neuf passagers pourront embarquer dans cet appareil, pour l’instant capable de couvrir des distances de 100 miles (160 km).

MagniX.aero : transformer des avions existants en avions électriques

L’entreprise MagniX.aero se spécialise dans la transformation d’avions existants en avions 100% électriques, à la manière de ce que peut faire Ampaire avec son Cessna 337 modifié. Basée à Seattle, la société est ainsi déjà parvenue à équiper un Cessna 206 de son moteur électrique Magni250, d’une puissance de 375 chevaux.

D’après MagniX, son système électrique sera vendu au même prix que les moteurs qu’il remplacera, pour des coûts d’opération qui ne dépasseront pas les 40%-60% des coûts d’opérations des moteurs actuels.

Fait important : en décembre 2019, en collaboration avec la compagnie canadienne Harbour Air, l’entreprise est entrée dans l’histoire aéronautique en réussissant le premier vol commercial en avion électrique au monde. L’appareil en question est un hydravion monomoteur De Havilland Canada DHC-2 Beaver profondément modifié et remotorisé, qui a volé aux alentours de Vancouver, pendant une vingtaine de minutes.

Le 28 mai 2020, c’est un Cessna Caravan entièrement remotorisé qui décollait pour la première fois de Seattle ! Un jour qui sera sans doute considérée à l’avenir comme une date majeure dans l’histoire de l’aviation.

« Un petit pas pour l’homme… »

Le moteur Magni500 qui anime l’appareil développe une puissance équivalente à 750 chevaux, c’est à dire 300 de plus que le moteur thermique d’origine de l’avion. La portée de l’avion est actuellement de 175 kilomètres, ce qui le destine pour l’instant à effectuer des trajets courts courriers.

Les avions hybrides

Boeing, JetBlue et Zunum Aero : faire décoller un avion hybride en 2022

Associé à la startup Zunum Aero et à la compagnie aérienne JetBlue Airways, l’avionneur américain Boeing s’est lancé dans la course à l’aviation propre, et développe actuellement un projet d’avion à motorisation hybride destinés à des trajets régionaux. Un modèle d’avion qui doit permettre de « se déplacer plus vite, pour moins cher et de connecter des milliers de communautés. »

Celui-ci devrait pouvoir transporter 12 passagers sur des distances court courrier et moyen-courrier, avec la promesse d’une émission de CO2 80 % inférieures aux avions fonctionnant uniquement au carburant. Sa vitesse annoncée est de 550 km/h et son autonomie devrait atteindre les 1 100 kilomètres. Sa commercialisation est prévue pour 2022 tandis qu’un jet permettant de transporter une cinquantaine de passagers est envisagé pour 2030.

VoltAero : des avions hybrides électriques modulaires pour la formation des pilotes

VoltAero est un projet aéronautique franco-européen qui a pour ambition le développement d’une famille d’avions hybrides électriques modulaires, allant de quatre à neuf places, destinés à la formation initiale des pilotes, et aussi à une commercialisation mondiale de cette gamme dans l’aviation générale.

Il représente la première étape du développement de la propulsion électrique/hybride à long terme pour l’aviation générale et civile et vise à apporter des solutions innovantes, durables et compétitives aux enjeux actuels et futurs de l’industrie aéronautique. Sur le plan environnemental bien sûr, avec la maîtrise et diminution des émissions de CO2, mais aussi sociétal avec la baisse des nuisances sonores et la contribution à la formation des pilotes sur des avions de nouvelle génération.

Les premiers appareils VoltAero devraient sortir en 2022 avant une commercialisation globale prévue pour 2024.

Une autre solution : l’hydrogène

ZeroAvia : un avion électrique propulsé à l’hydrogène

L’objectif de Zero Avia est d'utiliser des piles à hydrogène sur de petits avions 100% électriques jusqu'à 19 places pour assurer des vols régionaux de moins de 800 km, distances théoriques permises par l'autonomie des réservoirs à hydrogène.

Les premiers avions zéro émission carbone estampillés ZeroAvia devraient commencer à voler en 2022. La propulsion hydrogène ne dégageant que de la vapeur d'eau, elle est totalement décarbonée.

La start-up teste déjà un avion modifié de six places, de type Piper Malibu Mirage, en Californie. Son moteur a été remplacé par une paire de moteurs électriques de 130 kW chacun, alimentés par des batteries classiques. Celles-ci seront bientôt remplacées par des piles à combustible utilisant de l'hydrogène comprimé.

Selon le fondateur de ZeroAvia, l'avion sera alors équipé d'une puissance moteur équivalente, de 600 à 800 kW, se situant au milieu de la gamme de puissance des moteurs thermiques dont sont dotés de nombreux avions régionaux.