Un projet financé par l'UE a conçu un système de propulsion hybride électrique, qui réduira les rejets et les coûts en carburant.


Le projet HYPSTAIR, débuté en septembre 2013 et officiellement terminé en février 2016, a conçu un système de propulsion hybride (Une automobile hybride est un véhicule faisant appel à plusieurs types d'énergie distincts pour se mouvoir.) en série. Il est destiné aux petits avions, et utilise un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) électrique pour faire tourner l'hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.). L'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes...) peut venir d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) de batteries, qui peut être rechargé pendant le vol, ou d'un groupe électrogène (Un groupe électrogène est un dispositif autonome capable de produire de l'électricité. La plupart des groupes sont constitués d'un moteur thermique qui actionne un alternateur. Leur taille et leur poids peuvent...) à bord.

Les chercheurs ont développé les composants du système hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces...) de propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou...) en partant de l'étape conceptuelle. Ils ont conçu et dimensionné les composants en tenant compte des performances et du rendement énergétique du système complet propulsion-fuselage, et le premier test du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir...) prototype terminé a récemment eu lieu à Ajdovscina, en Slovénie.

L'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par...) choisi pour ce test a été fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites...) par Pipistrel, le constructeur slovène d'avions légers, qui a coordonné le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...). Tous les éléments de la transmission ont été développés par Siemens, membre du consortium du projet et leader mondial de la propulsion électrique ( Propulsion électrique (spatial) Propulsion électrique des navires ).

De nouvelles spécifications

Pour le premier test, les chercheurs ont utilisé une hélice à cinq pales et faible vitesse (On distingue :) de rotation. Le premier essai a porté sur tous les modes de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), faibles et élevés. Par ailleurs, tous les composants ont été conçus en tenant compte de toutes les réglementations de certification et de sécurité de l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef dans un but particulier. Ces diverses...).

Le moteur de 200 kW du projet HYPSTAIR est le groupe motopropulseur hybride électrique le plus puissant conçu à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) pour l'aviation, équivalent à certains moteurs classiques. Ce moteur fournit 200 kW au décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.) et 150 kW en croisière. Il peut fonctionner en mode totalement électrique (sur batteries), uniquement à partir du groupe électrogène, ou en mode hybride (les deux).

Les tests d'HYPSTAIR ont été très prometteurs, mais les limitations actuelles du stockage de l'électricité font qu'un système de propulsion uniquement électrique ne convient pas aux vols à longue distance. Le groupe électrogène embarqué représente donc une solution plus rentable en poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle...), mais avec un moindre rendement énergétique.

Afin d'arriver à un système de propulsion hybride très performant, le moteur électrique et le groupe électrogène ont été conçus pour une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...) de puissance élevée, afin de réduire le poids du système de propulsion. Ceci optimise la charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à...) de l'avion. Une attention particulière a été apportée au rendement des composants, afin d'économiser le plus d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) possible.

Une interface graphique personnalisée

Le projet a aussi conçu une interface utilisateur graphique spécifique aux moteurs hybrides, suite à de nombreux tests et simulations. Elle se conforme aux habitudes et aux réglementations relatives à l'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne, ce qui en fait un média à part entière sans...) des informations en aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.), mais innove en utilisant des systèmes et des réglementations d'autres secteurs (l'automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...) et la marine).

La nouvelle interface a été conçue de sorte qu'elle ne perturbe pas les pilotes professionnels, en conservant une organisation (Une organisation est) similaire à l'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) analogique (Le concept d'analogique est utilisé par opposition à celui de numérique.). Ce type de représentation et de disposition aide particulièrement les pilotes habitués aux précédentes générations d'avions (avec peu d'informatisation), ou peu formés aux systèmes numériques.

La conception de l'interface homme-machine a donc mis l'accent sur la simplicité et une automatisation élevée, réduisant la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non...) du pilote. L'idée est de fournir au pilote des informations importantes sur l'état du système mixte, grâce à des indices visuels et haptiques. Les chercheurs espèrent que leur interface innovante deviendra la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus souvent comme une règle à suivre. Ce...) de l'aviation.

Les prochaines étapes

Le projet étant terminé, le but est de commencer l'installation des composants mis au point (Graphie) dans un avion capable de voler, ouvrant la voie à la commercialisation d'un avion à moteur hybride.

Les composants du projet obtiendront ainsi les certifications nécessaires, et permettront à d'autres constructeurs de composants électriques et de fuselage (Le fuselage désigne l'enveloppe d'un avion qui reçoit généralement la charge transportée, ainsi que l'équipage. Le fuselage d'un avion supporte la voilure et l'empennage (pour la...) à pénétrer le marché des avions à propulsion électrique ou hybride.

Le succès de ce projet ouvrirait un tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) nouveau marché de l'aviation. L'UE aurait ainsi un net avantage, en définissant les normes et aussi en travaillant sur les premiers concepts, personnalisés pour ce marché.

Pour plus d'information voir:
- http://cordis.europa.eu/project/rcn/110254_en.html
- http://www.pipistrel.si/