L'aviation électrique en marche : un vol vers la décarbonation

Un avion électrique est un aéronef à voilure fixe propulsé par un ou plusieurs moteurs électriques, généralement alimentés par des batteries, des piles à hydrogène ou d'autres sources d'énergie électrique. Il fonctionne comme un avion classique mais remplace les moteurs thermiques par des moteurs électriques, ce qui réduit les émissions et le bruit.

Modèles pionniers du 21è siècle

Electra_BL1E

Le BL1E Electra est le premier avion électrique à franchir la barre des 50 kilomètres, et c’était le 23 Décembre 2007. Equipé d’un moteur électrique de 19kW, le vol a duré un peu moins de 50 minutes, avec à son bord le pilote ingénieur d’essais Christian Vandamme. Plusieurs prototypes de petits avions fonctionnant à l’électricité s’en sont suivis, mais tous avec un poids réduit, et un faible nombre de passagers (très souvent le pilote, parfois avec un copilote).

En juillet 2010, le projet Solar Impulse de tour du Monde ravive l’ambition des avions durables. Développé en Suisse, il a pu effectuer un vol de 26 heures sans interruption. Vous trouverez plus de détails sur ce projet dans ce précédent article.

Le bimoteur MC15E Cri-Cri, de construction amateur, l’ULM MC30E d’Electravia, le Long-ESA de Chip Yates, l'E-Genius de l'Akaflieg de Stuttgart, l’Extra 330 LE sont tous des modèles qui ont poussés plus loin les limites de la propulsion électrique.

En 2014, Airbus dévoile un prototype d’avion léger, le E-FAN un avion de tourisme biplace, destiné aux missions de courte durée comme l’entraînement, le remorquage de planeurs ou la voltige, propulsé grâce à des batteries lithium-ion polymère.
Trois ans plus tard, Airbus, Siemens et Rolls-Royce ont essayé une propulsion hybride sur un avion commercial moyen. Il était prévu initialement de remplacer un des réacteurs par un moteur électrique, mais le projet a été finalement abandonné en 2020.
D’autres projets comme le X-57 de la NASA avaient également été annoncés durant cette période.
En 2020, le Piper PA-46 commençait à offrir une lueur d’espoir lorsqu’il a démontré une capacité d’emport de six personnes, avant que le programme ne soit interrompu suite à un crash, un an plus tard.

Velis Electro, Photo by Bruno Muthelet

Introduit en 2020, le Velis Electro de Pipistrel est le tout premier avion électrique certifié dans le monde. C'est un biplace homologué pour la formation des pilotes dans plus de 30 pays.

Projets plus récents,
L’implication des géants comme Safran

Modèle eDA40 de Diamond Aircraft

Conçu à partir du modèle DA40, il est censé offrir un cadre optimal pour la formation au vol, avec jusqu'à 90 minutes d'autonomie. Il est doté d’un système de charge rapide en DC (courant continu) et peut être rechargé en moins de 20 minutes. Il est équipé d’un moteur électrique performant, l’ENGINEeUS de Safran, qui vient d’ailleurs d’obtenir la certification EASA.

eDA40, All Electric Aircraft - Diamond Aircraft Industries

Aura Aero

Fondée en 2018, la société annonce en janvier 2021 développer un avion de transport régional hybride-électrique de 19 passagers nommé ERA (Electric Regional Aircraft). Il est équipé de batteries structurelles et de turbogénérateurs au kérosène produisant l'électricité de complément. Elle obtient en Avril 2022, un accord avec Safran pour l’aider dans la mise en place de ERA. En avril 2024, Aura Aero annonce un contrat de pré-certification avec l’EASA, et un mois plus tard, un accord avec Airbus pour les aspects relatifs à la cybersécurité de cette certification.
Dans sa volonté d'aller plus loin dans l'aviation décarbonée, et avec le soutien et la vision partagée de ses partenaires, Aura Aero parvient à concevoir un avion de formation 100% électrique, l'Integral E. Le 03 Décembre 2024, il effectue son tout premier vol, à Toulouse, au-dessus de la zone de Francazal. « Un succès pour l’électrification de l’aviation générale, mais aussi pour Safran, qui fournit le moteur électrique et le système de distribution et de protection de l’appareil », écrit le service presse du groupe Safran.
Integral E combine un moteur électrique (le moteur ENGINeUS de Safran Electrical & Power) couplé à des batteries Lithium-Ion lui offrant une autonomie de près d’une heure et rechargeable en moins de 30 minutes.

1er vol de Integral E

Zoom sur le moteur électrique intelligent ENGINeUS™ de Safran

Après une campagne de 1 500 heures de tests de certification et 100 heures de vol, Safran vient d'obtenir la certification par l’EASA (European Union Aviation Safety Agency) du premier moteur électrique, le moteur ENGINeUS . C'est une première mondiale pour Safran Electrical & Power, le premier moteur électrique certifié pour propulser les nouvelles mobilités aériennes.

Credits: Safran (Youtube)

Les moteurs ENGINeUS délivrent une puissance allant de 50 kW à 1MW. Leur vitesse peut varier de 2 500 – 3 000 tr/min en puissance continue. En puissance transitoire, elle peut atteindre jusqu’à 3 500 tr/min. Ce sont des moteurs à haute densité de puissance. Ils disposent d’une commande moteur intégrée allant de 3,5 kW/kg en puissance continue, à 5 kW/kg en puissance transitoire. Ce qui les caractérise, c’est leur électronique de contrôle intégrée directement dans la machine. Ils sont équipés de plus d’un système optimisé de refroidissement à air. Ce sont des moteurs dédiés à l'aéronautique avec des modules autonomes à entraînement direct s’intégrant facilement sur l’aéronef.

Safran obtient la première certification EASA d'un moteur électrique

Toujours des questions

Les avancées technologiques progressent, et plusieurs modèles d'avions électriques ont déjà obtenu des certifications. Pourtant, le scepticisme et la réticence face à cette innovation persistent. De nombreuses interrogations subsistent. Certains défis restent encore à surmonter, et des zones d’ombre à lever.

Les avions électriques sont-ils sûrs ?
Quels sont les défis à relever pour pouvoir rivaliser avec les moteurs thermiques sur de longues distances ?
L'autonomie des avions électriques est-elle suffisante pour des vols commerciaux ?
Les compagnies aériennes investiront-elles réellement dans l’aviation électrique ?
Est-ce que les infrastructures actuelles sont adaptées à la recharge des avions électriques?
Du moins, comment l'industrie aéronautique prévoit-elle d'intégrer l'aviation électrique dans les systèmes de transport public à large échelle ?
Quelles sont les limitations technologiques des batteries actuelles pour l'aviation électrique ?
Quels sont les coûts de production et de maintenance des avions électriques par rapport aux avions traditionnels ?

Pensez-vous que nous entrons déjà dans l’ère des avions électriques, ou faut-il attendre longtemps encore ?

Sources :
avions-electriques-avenir-aviation-durable
safran-group
1er-vol-reussi-avion-electrique-integral-e-safran-bord
ecopulse
engineustm
Avion_Electrique