L'Association de Promotion des Aéronefs à Motorisation Electrique (APAME)


 

 

L’association de Promotion des Aéronefs à Motorisation Électrique (APAME) a été fondée en 2007 sous la présidence d’Anne LAVRAND. L’APAME était spécialisée dans la promotion des véhicules électriques de type aéronef, de leur conception à leur construction. Les membres de l’APAME se sont rapidement hissés en tant que pionniers de l’aéronautique de par leur travail et leur ambition, et ont grandement participé à la popularisation et à la crédibilité de ce champ de recherche.

Cependant, le domaine de l’aviation électrique reste discret. Pourquoi cela ? La technologie est-elle la seule problématique ? Les enjeux et contextes sont-ils les mêmes que pour les autres modes de transport ? De nombreux projets ont déjà vu le jour, mais l’utilisation du tout électrique sur des vols commerciaux long-courrier par exemple n’est pas encore pour aujourd’hui, bien que l’enthousiasme autour de ce transport futuriste soit encourageant.   

 

L’APAME, avant et maintenant

Définition

Aéronef: ce mot désigne tous les appareils construits par les hommes et capables de circuler dans les airs, qu’ils soient plus lourds que l’air (comme les avions) ou plus léger (ballons fonctionnant au gaz).

 

Exemple d'aéronef: les drones

Histoire de l’APAME

Alors que les aéronefs plus lourds que l’air ont vu le jour de manière hésitante à peine un siècle auparavant, l’équipe de l’APAME a révolutionné le domaine en 2007 en prouvant ceci: l’électricité est un véritable moyen de voler. Le 23 décembre 2007, le travail de l’association est récompensé, et celle-ci peut se targuer d’avoir réussi le premier vol de l'avion ELECTRA F-WMDJ, équipé d'un moteur électrique de 25 cv et de batteries Lithium-Polymère. Cet appareil monoplace de presque 200 kg, composé principalement de bois et de toile, avec à son bord le pilote Christian Vandamme, a parcouru 50 km en circuit fermé pendant 48 minutes, après avoir décollé de l’aérodrome d’Aspres-sur-Buëch dans les Hautes-Alpes. Pour accomplir ceci, pas une goutte de carburant n’a été nécessaire, “seulement” une batterie Lithium-Polymère embarquée de 47 kg. Ce type d’accumulateur avait déjà été testé en août 2007 à bord d’un ULM par l’APAME.

Bien entendu, L’ELECTRA n’est pas le premier aéronef équipé d’une motorisation électrique, même s’il est difficile de dater l’utilisation de l’électrique dans le domaine de l’aérien. En considérant les appareils plus légers que l’air, on peut citer le ballon dirigeable électrique de Gaston Tissandier qui effectua un vol au départ d’Auteuil en 1883.  Dans les années 1960, c’est un hélicoptère équipé d’un moteur électrique alimenté à distance qui prend son envol.

L’objectif principal de l’APAME était d’utiliser l’électrique afin d’effectuer des vols silencieux, car la nuisance sonore était la pollution principale que souhaitait combattre l’association. En effet, de nombreuses manifestations de riverains ont conduit à la fermeture d’aérodromes à l’époque du fait du bruit généré par les petits aéronefs. Cette expérience réussie avec ELECTRA a permis de proposer une alternative sans précédent aux moteurs thermiques pour les aéronefs nécessitant une puissance de 15 à 50 cv. Aujourd’hui, c’est un autre type de pollution que nous souhaitons limiter, et le travail de l’APAME fait indéniablement partie des instigateurs des recherches actuelles.

Où en sommes-nous aujourd’hui ?

Quand nous pensons moteurs, nous imaginons souvent les moteurs thermiques nécessitant des carburants polluants émetteurs de dioxyde de carbone, tels qu’on les trouve dans tout véhicule non électrique (voitures Diesel ou à essence, avions long-courrier etc…).

Avec le phénomène de réchauffement climatique lié en grande partie à l’émission de gaz à effet de serre tel que le dioxyde de carbone, nous assistons depuis maintenant plusieurs années à une volonté de remplacer de manière transparente nos énergies polluantes par des énergies renouvelables, respectueuses de l’environnement. Le challenge est difficile mais pas insurmontable, et nous pouvons déjà en voir les résultats dans nos transports routiers par exemple.

Cependant, force est de constater que le domaine de l’aviation ne propose pas encore d’alternative électrique en termes de transport collectif. Les raisons sont multiples, mais notons qu’il n’y a pas lieu de s’alarmer sur ce retard au démarrage. En effet, voici quelques données intéressantes de 2015 de E-RSE, site consacré à la responsabilité sociétale des entreprises:

 

Autrement dit, le secteur de l’aéronautique n’est pas le plus mauvais élève en termes de secteur d’activité polluant. Dans ce cas, pourquoi promouvoir le passage à l’électrique dans la motorisation des avions ? 

 

Enjeux et difficultés de la motorisation électrique dans les aéronefs

Avec l’augmentation considérable du trafic aérien, les fluctuations importantes du coût du pétrole, ainsi que les avancées du développement de l’électrique dans les autres secteurs, on comprend mieux pourquoi la recherche dans le passage au tout-électrique du secteur de l’aéronautique s’intensifie. Il s’agit de ne pas prendre trop de retard sur les avancées technologiques vertes, et de pouvoir rester un acteur compétitif du marché des transports.

Les difficultés inhérentes à ce secteur

Dans un environnement technologique où la majeure partie des innovations réside dans la recherche de légèreté et de discrétion, celui de l’énergie électrique représente un paradoxe. Pour s’en convaincre, il suffit de s’intéresser au rendement énergétique d’1 kg d’essence, équivalent au rendement de 80 kg de batterie Lithium-Ion ! Autant dire que cela pose un “problème de poids” quand on parle d’un appareil volant transportant un grand nombre de passagers.

Ainsi, et l'on s’en doutait, la technologie représente un des freins au développement de solutions électriques dans le domaine de l’aéronautique. Le rendement bien trop faible des batteries actuelles, les difficultés pour identifier des matériaux plus légers pouvant composer le fuselage de l’appareil et compenser ainsi le poids des batteries, ainsi que la forte consommation énergétique lors du décollage et de l'atterrissage de l’appareil sont les causes d’une faible autonomie de vol et de l’impossibilité d’embarquer des passagers sur des aéronefs électriques. Rien d’encourageant donc concernant les vols commerciaux long-courrier.

Un autre problème réside dans les réglementations propres à chaque pays. Il faut savoir que très peu d’Etats autorisent le vol d’avions électriques, rendant de cette manière difficile la recherche dans ce domaine du fait de l’impossibilité de tester de nouvelles solutions. Fort heureusement pour nous, la France fait partie des pays où cela est autorisé.

Opportunités technologiques

Plusieurs pistes de développement technologique sont très encourageantes pour pallier aux difficultés du secteur. En particulier, l’utilisation de nouveaux matériaux ultra-légers et résistants tels que la fibre carbone pour composer le fuselage des avions est un pas vers la résolution du problème de la masse embarquée dans les avions électriques. L’amélioration du rendement des accumulateurs électriques aide aussi en cela, comme l’atteste l’accumulateur Lithium-Polymère (LiPo) ayant un rendement supérieur au Lithium-Ion tout en n’augmentant pas le poids de la batterie (tel que celui utilisé par l’APAME avec ELECTRA). On peut imaginer que le développement conjoint de ces deux technologies conduira à une compensation d’un des principaux freins à la généralisation de l’électrique sur tout type de transport aérien.

En attendant, l’emploi d’énergie hybride, tout comme dans le domaine de l’automobile, constitue la solution la plus viable bien qu’elle reste imparfaite. Si on souhaite allier autonomie et énergie 100% verte pour le moment, il faut déplacer la dépendance en énergie émettrice de gaz à effet de serre dans une énergie propre: l’énergie solaire. En effet, seule la présence de panneaux solaires sur le fuselage d’un appareil permet aujourd’hui de compenser le manque d’autonomie de l’énergie électrique en permettant de recharger en continu les batteries de l’appareil.

 

Etat des lieux des projets dans ce domaine

De par les problèmes rencontrés au niveau du poids et de l’autonomie d’un aéronef électrique, le seul domaine dans lequel le tout électrique est employé est celui des avions légers et individuels dont l’utilisation est courte et répétée, tels que les avions de voltige. En effet, on gagne beaucoup à introduire l’électrique dans ce domaine. Pas de nécessité de grande autonomie, car les temps de vol sont très courts. De plus, de tels aéronefs sont déjà très légers et ne transportent pas beaucoup de passagers, donc l’introduction d’accumulateurs plus lourds ne pose pas vraiment de problème. Cela permet de faire disparaître presque intégralement les nuisances sonores pour les riverains.

 

MC30E Luciole 100% électrique

Concernant les essais de plus grande autonomie, on peut citer le succès de Hugues Duval, ayant réussi la traversée de la Manche en 2015 à bord de l’avion tout électrique MC15E Cri-Cri. Ayant été largué entre Calais et Douvres, cette traversée a été effectuée en à peine 17 minutes. On se rappelle également du fameux tour du monde réalisé en 2015-2016 par Solar Impulse 2, entièrement équipé de panneaux solaires et sans une goutte de carburant (ce qui représente 40 000 km de trajet).

Sur les projets futurs, la barre est placée très haute. Le prototype Lilium Jet a notamment accompli son premier vol avec succès. Il s’agit d’un appareil biplace, équipé de 36 moteurs électriques, ayant une autonomie de 300 km de vol, et avec la particularité de décoller et atterrir à la verticale.

 

Hugues Duval à bord du MC15E Cri-Cri

Enfin, et ce n’est pas rien, il se peut que d’ici 2027 les vols commerciaux Paris-Londres ou Londres-Amsterdam se fassent à bord d’avions motorisés totalement électriquement. Comment ? Nous devons ce projet à la société EasyJet qui entend bien prendre les devants sur le marché de l’électrique dans les vols courts. L’appareil sur lequel l’entreprise travaille actuellement pourrait transporter jusqu’à 220 passagers sur ces vols court-courrier, et possèderait une autonomie de vol de 530 km. Bien que les autres grands constructeurs restent partagés quant à la faisabilité d’un tel projet si tôt, celui-ci a au moins le mérite de nous prouver que l’engouement généré par le 100% électrique dans le domaine de l’aéronautique n’est pas un effet passagé de mode, mais bien une ambition crédible sur laquelle de nombreux scientifiques et sociétés se penchent sérieusement.

 
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