EADS Innovation Works, le réseau de Recherche & Technologie du Groupe EADS, a présenté à l'occasion du Salon du Bourget, un concept de système de propulsion tout électrique : le VoltAir

Le concept de plateforme technologique VoltAir vise à concevoir un véhicule aérien zéro émission qui pourrait être opérationnel dans une vingtaine d'années. Ce projet, regroupé avec d'autres sous le nom d'« eCO2avia » par EADS Innovation Works, fait partie intégrante des efforts de recherche du Groupe visant à atteindre les objectifs de protection climatique que l'industrie de l'aviation s'est fixés.

Le système de stockage de l'énergie électrique du VoltAir (batteries) alimentera des moteurs électriques supraconducteurs entraînant deux hélices coaxiales contrarotatives carénées. Associés à une approche radicale de la conception des aérostructures, les développements prometteurs des technologies de propulsion électrique pourraient ouvrir la voie à la production d'avions ultra silencieux et zéro émission.



« Le VoltAir est un concept de recherche amont encore loin de la phase de commercialisation », a déclaré Jean Botti, Directeur technique (CTO) d'EADS. « Nos travaux de recherche très avant-gardistes pourraient être mis à profit dans diverses applications. En tant qu'architecte systèmes du secteur aéronautique, nous repoussons les limites de ce projet de recherche afin de générer de nouvelles idées. L'enjeu, ici, est d'aller vers encore plus d'électrique pour des propulsions sans émissions ».

Au cours de la dernière décennie, les capacités des systèmes de stockage de l'énergie électrique haute densité ont connu des avancées spectaculaires, stimulées par la forte demande d'applications automobiles et l'utilisation croissante de véhicules hybrides et entièrement électriques.

Cependant, les performances des batteries restent à l'heure actuelle encore bien inférieures à leur potentiel. De nouveaux matériaux aux propriétés prometteuses sont actuellement examinés en vue de leur intégration dans des batteries de nouvelle génération s'appuyant notamment sur les technologies lithium-air et lithium-soufre. Les scientifiques estiment que ces batteries pourraient, dans les vingt prochaines années, atteindre une densité énergétique supérieure à 1 000 Wh/kg, ce qui permettrait de multiplier les performances actuelles au moins par deux. Le concept VoltAir repose sur l'hypothèse que le niveau requis de densité énergétique peut être atteint dans les délais indiqués.

Les batteries du VoltAir sont intégrées dans des unités conteneurisées remplaçables, installées dans le fuselage, afin de faciliter le remplacement des batteries épuisées dans les aéroports, selon un processus similaire au chargement et déchargement des conteneurs de fret ou des conteneurs à bagages. Effectuer au sol le rechargement et la maintenance des batteries permet de réduire le poids et la complexité du système embarqué, sans modifier outre mesure les opérations aéroportuaires classiques. Les temps de rotation ne sont pas affectés, le « repowering », ou remplacement des batteries, étant au moins aussi rapide que le ravitaillement traditionnel.

Les moteurs électriques traditionnels sont généralement très efficaces (jusqu'à 98 % d'efficacité propulsive), mais ils ne fournissent pas la densité de puissance (énergie produite par unité de masse/kilowatt par kilogramme) nécessaire aux missions aériennes de grande envergure. La découverte de matériaux supraconducteurs à haute température (HTS) apporte la solution à ce problème. Les matériaux HTS constituent la base des moteurs supraconducteurs à haute densité énergétique qui apparaissent sur le marché et qui sont amenés à dépasser la puissance massique des turbomoteurs à mesure que leur développement progresse. Le refroidissement nécessaire de ces moteurs pour atteindre la température supraconductrice peut être réalisé à moindre coût, tout en respectant l'environnement, avec de l'azote liquide. La plate-forme technologique VoltAir présuppose que les moteurs HTS atteindront une densité de puissance de 7-8 kW/kg avec des pertes électriques quasi nulles.

Tandis que les moteurs transmettront leur pleine puissance aux hélices, les passagers du VoltAir apprécieront le niveau sonore extrêmement bas du moteur. Par ailleurs, ce système de propulsion entièrement électrique n'émet en vol ni dioxyde de carbone, ni oxyde d'azote.

En plus des avantages liés à son système de propulsion, la plate-forme technologique VoltAir offre aux futurs passagers des conditions de vol améliorées. L'optimisation du fuselage en vue d'une meilleure aérodynamique diminuera considérablement les niveaux sonores dus au flux d'air circulant le long du revêtement. Par ailleurs, les moteurs électriques déjà extrêmement silencieux sont situés en aval, dans la section arrière du fuselage, très loin de la cabine.

Comparée à sa longueur, la cabine du VoltAir se distingue par une section transversale particulièrement large, qui donnera aux passagers une impression d'espace. Outre un confort supplémentaire certain, cette caractéristique offre la possibilité de réduire les temps d'embarquement.