28/06/2011

Des avions toujours plus «électrique» !

 

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Si le Salon du Bourget est aujourd’hui clos, si l’avion Solar Impulse a su démontrer ses possibilités et convaincre les plus réticents tout en émerveillant un public venu en masse, ce même salon a mis en avant les évolutions en matière de diminution de Co2 et la part toujours grandissante de l’électricité à bord des aéronefs.

L’électrisation pour une aviation plus verte :

Prenons deux exemples actuels, l’A380 et le B787, ces deux appareils emportent nettement plus d’électricité que les avions qu’ils vont remplacer. La famille A330/340 conçue dans les années nonante, dispose d’une capacité électrique de 300kW contre 1.000 kW pour le B787. L’A380 pour sa part dispose de 600 kW. Les besoins en électricité augmentent, mais nous sommes encore loin de ce qui va devenir une révolution !

En Europe, les équipementiers travaillent à pouvoir multiplier par 8 ou 10 la puissance d’un boitier électronique, avec notamment le développement de nouveaux matériaux magnétiques. Un avion comme l’A380 dispose d’inverseurs de poussée qui font recours à des commandes de vol électriques, ce qui était une nouveauté en 2005. Les appareils de la nouvelle génération disposent d’une quantité de fonctions faisant appel au «tout électrique» comme l’avionique, l’anti-givrage des ailes, démarrage des moteurs au sol, freinage, pressurisation de la cabine.

Les futurs avions seront vraisemblablement imaginés avec l’ensemble des fonctions en mode électrique à l’exception du mode de propulsion. 

Cette électrisation des appareils qui ne représente aujourd’hui que 15% va en parallèle des nouveaux moteurs et matériaux faire baisser la consommation de carburant. 

 

Le roulage à l’électrique :

L’une des pistes actuelles, concerne ce qu’on appelle déjà le «Green taxi», cela consiste à doter le train d’atterrissage d’un avion de moteurs électriques pour lui permettre de se déplacer au sol sans l’usage des réacteurs. En effet, il apparait qu’au roulage un appareil surconsomme son carburant. 

Le second avantage permettra de réduire la maintenance de moteurs, car ceux-ci aspirent parfois des éléments extérieurs se trouvant sur le tarmac. L’adjonction de moteurs électrique directement sur le train d’atterrissage d’un avion lui permettant de rouler à 40 km/h avec une puissance de 150 kW est actuellement en développement est devrait permettre des essais grandeur nature  d’ici le milieu l’année 2013. 

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Gain de carburant et de masse :

Hé oui, si la futur génération d’avion de ligne ne volera pas avec moteurs électriques comme Solar Impulse, elle sera plus électrique avec moins de circuits hydrauliques, de pompes, moins de lourds tuyaux qui laisseront la place à un câblage plus léger. 

Pour se faire,  les ingénieurs travaillent sur l’efficience de trois sources d’énergie délivrées pour l’hydraulique, le pneumatique  et l’électrique. Actuellement ces trois  énergies ne sont pas transférables d'un poste de consommation à un autre. Ainsi, la puissance hydraulique nécessaire pour manipuler le train d'atterrissage va servir quelques minutes lors du décollage puis de l’atterrissage et après plus rien. Le but étant de pouvoir commuter les divers éléments pour utiliser le courant d’un équipement à un autre selon les phases du vol. Bref, on ne démultiplie plus les systèmes, mais on leur donne différente fonctions.

Le B787 «Dreamliner» par exemple, Boeing à supprimé la pressurisation de la cabine ainsi que le dégivrage des ailes à partir de l’air chaud prélevé des réacteurs ceux-ci sont désormais assurés par des compresseurs électriques et fonctionnent en circuit fermé.

Le chemin de l’électrisation est encore long, le B787 dispose encore de trois circuits électriques et l’A380 de deux. Permettre une transmission électrique  au moment où il le faut, est encore aujourd’hui digne de la science fiction, pourtant les ingénieurs avancent. En plus de cette optimisation du «tout électrique» la réduction de la masse sera déterminante, un boîtier pesant aujourd’hui 20kg est qui délivre 40 kW pour un inverseur de poussée sur l’A380 devra demain avoir une masse de 2kg pour la même puissance. 

Encore bien du travail :

On le voit, les pistes sont là, mais la tâche s’avèrent encore longue et semée d’embûches ne serait qu’en terme de sécurité, car qui dit électricité dit «feu électrique» ! L’arrivée de nouveaux matériaux  thermiques, de puces en carbure de silicium pouvant tourner à haute température et la mise en place de nouvelles normes industriels de sécurité permettront d’avancer encore plus loin, plus haut !

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Photos : 1 B747-800 Intercontinetal & B787 Dreamliner @ Boeing  2 A380 Korean Air 3 A350 @ Airbus