Le domaine du transport aérien est depuis peu fortement impacté par l’épidémie de coronavirus. Cependant, il reste un des secteurs clés de nouvelles technologies. Si je vous parle avion, vous pensez sûrement kérozène et pollution ? Nous avons bien vu le scandale des vols à vide ces derniers jours. Et pourtant, une nouvelle génération d’avion est en train de poindre son fuselage : les avions électriques.


Développer des lignes d’avions électriques pour 2030

Non vous ne rêvez pas, le service de navigation aérienne Avinor et l’administration norvégienne d’aviation civile ont défini comme objectif de développer l’usage des avions électriques dans des lignes régulières nationales pour 2030. L’objectif est clair : avoir fait une transition complète vers les avions électriques d’ici 2040.

Ce projet est élaboré dans le cadre du plan national de transport de la Norvège. Ce plan sera publié printemps 2021 et soumis au Parlement du Pays.


La Norvège, le pays en tête des innovations écologiques

La Norvège est souvent cité comme un des pays voire le pays le plus écologique au monde. A vrai dire, elle s’affirme elle-même comme un pays précurseur dans les mesures écologiques : déforestation prohibée, réductions drastiques des émissions de dioxyde de carbone d’ici 2030, voitures essences interdites… Elon Musk, PDG de Tesla (voitures électriques), a lui-même félicité la Norvège et montre son estime pour ces choix écologiques :

Elon Musk félicite la Norvège
Elon Musk montrant son admiration pour la Norvège

Les avions électriques viennent donc s’inscrire dans cet objectif « neutralité carbone » de la Norvège pour 2030 – ramener à zéro le volume net d’émissions de gaz à effet de serre, responsables du réchauffement climatique.

Ce choix est très intéressant quand on sait que la Norvège est le plus gros producteur pétrolier d’Europe de l’Ouest. Le Pétrole et le gaz naturel représentent près de la moitié des exportations et 20% des revenus de l’Etat pour 2019. Cette politique écologique répond donc à un besoin économique : « réduire et disséminer les risques » encourus face à un recul permanent du prix du pétrole » – Siv Jensen, ministre des Finances de la Norvège. Il s’agit donc pour le pays de diversifier son portefeuille de revenus, en profitant des ressources actuelles des énergies fossiles pour devenir précurseur dans les énergies renouvelables.


Les avions électriques au stade d’expérimentation en Norvège

Le pays doit, selon ses dires, être précurseur afin d’être certain que les avions, à émissions nulles et à faibles émissions, développés soient adaptés aux conditions hivernales. Ils doivent aussi répondre aux impératifs liés à la longueur des pistes norvégiennes sur le réseau court-courrier. Ainsi, en se reposant sur un réseau « unique » à courte distance et avec le soutien des parties prenantes intéressées, la classe politique met l’accent sur l’électrification de l’aviation civile.

A l’heure actuelle, plus de 200 initiatives seraient en cours. Ces initiatives se découpent en avions totalement électriques ou hybrides électriques. Cependant, cette électrification ne concerne pas encore les avions de passagers à grande capacité. La plupart des expérimentations sont faites sur des avions de petite taille (19 sièges). L’objectif pour cette catégorie d’avions est d’avoir développé les technologies nécessaires afin de certifier et introduire ces avions pour 2025 à 2030 maximum. Cela ensuite sera le tour des avions à plus grande capacité.


Les défis à relever de l’électrification totale de l’aviation civile

Un des principaux obstacles pour les avions électriques réside en l’autonomie.

L’autonomie, le nerf de la guerre pour les avions électriques

En effet, actuellement, il n’y a pas de batteries qui répond aux enjeux technologiques. Les cellules lithium-ion offrent actuellement une densité d’énergie de 250 Wh / kg (watt-hour per kilogram). Or, pour que cela soit possible, cette densité devrait être aux alentours des 400-450 Wh / kg. Soit augmenter leur densité de 50 à 75%.

Une nouvelle génération de batteries à semi-conducteurs pourrait répondre à ce besoin avec des promesses de potentiel de 650 Wh / kg. Cela aurait ainsi un impact majeur sur l’autonomie des appareils. Cependant, ce n’est encore que de la projection. A voir si concrètement cette promesse est tenue.

Les avions électriques devraient avoir une portée de 350 à 400 km afin de répondre aux nombres services nationaux norvégiens et la plupart des liaisons court-courriers.

Pour des portées plus grandes, nécessitant une autonomie plus longue, là encore des réponses technologiques doivent être apportées. Une solution serait de faire des avions hybrides avec une batterie et un prolongateur d’autonomie. Selon les analystes norvégiens, un générateur-chargeur de biocarburant pourrait être une solution.

D’autres défis technologiques sont également soulevés : contrôle thermique, réduction du poids, rayonnement électromagnétique et surtout les exigences de sécurité.

Cyber-sécurité, cyber-terrorisme ?

Ces questions de sécurité sont déjà très sensibles dans le domaine de l’aviation. En effet, à l’heure de la cyber-guerre, les terroristes pourraient se connecter et « hacker » les systèmes électriques déjà présents dans nos avions. Que se passerait-il s’ils hackaient un avion où le fonctionnement repose lui-même sur de l’électricité ?

En juin 2015, des terrroristes avaient ainsi attaqué le système de gestion des vols d’une compagnie aérienne polonaise, empêchant de créer des plans de vols le temps d’une demi-journée. Il y a donc là un enjeu crucial sur lequel beaucoup de compagnies travaillent déjà. Ainsi, l’AESA (European Aviation Safety Agency) a créé depuis 2017 le Centre européen pour la cyber-sécurité dans l’aviation où sont réunis tous les acteurs du secteur pour trouver ensemble des solutions à ce sujet crucial.


Un marché concurrentiel

Cependant, la Norvège n’est pas la seule dans la course aux avions électriques. En effet, la NASA avait présentée en novembre dernier son prototype le X-57 Maxwell. Ce dernier est un avion de quatre places à hélices dont les moteurs thermiques avaient été remplacés par 14 moteurs électriques et des batteries lithium-ion. Il aurait ainsi une autonomie de 160 kilomètres pour une vitesse de croisière de 276 km /h. Le premier vol d’essai est prévu pour 2020. Cependant, nous voyons que le nombre de places et l’autonomie restent inférieurs aux objectifs norvégiens. De plus, la vitesse est assez faible comparativement aux avions actuels (en moyenne un avion de ligne vole entre 810 et 920 km/h).

En Décembre 2019, la compagnie canadienne Harbour Air avait aussi effectué son premier vol de l’hydravion de Havilland Beaver DHC-2 ePlane. Ce dernier peut transporter six passagers avec une puissance de 560  Wh / kg.

hydravion Canada avions électriques
L’hydravion de Harbour Air

Enfin, Easyjet soutient Wright Electric, une start-up américaine qui développe le réacteur de l’avion zéro-émission imaginé par Easyjet. Leur objectif est de lancer un avion entièrement électrique de 186 sièges. Ce moteur électrique aurait ainsi, à terme, une puissance de 1500 Wh / kg. De plus, des tests sont réalisés  entre un réacteur cylindrique (comme ceux actuels) ou un autre rectangulaire, intégrés dans les ailes.

Ils souhaitent réaliser les premiers tests au sol en 2021 et en vol pour 2023. Le premier vol du Wright 1 n’est pour l’instant prévu qu’en 2030.

Nous voyons ainsi qu’à l’heure du « flight shaming » (la honte de prendre l’avion), l’aviation, responsable d’environ 5% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde, cherche des solutions écologiques. Cependant cette transition écologique fait face à de nombreuses difficultés technologiques et de sécurité. De ce fait, comme pour l’hyperloop ou les navettes autonomes, il semble difficile de réaliser une transition écologique et électrique avant au moins une décennie. Rendez-vous en 2030 pour voir si les réponses technologiques ont été trouvées !


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