Le Velis Electro de Pipistrel. Le seul avion électrique certifié. © Pipistrel
La certification du premier avion électrique au monde, le Velis Electro de Pipistrel, et l’annonce des programmes d’avion de transport du futur, ont relancé le débat sur la transition énergétique. Dans cette tribune, Gilles Rosenberger (Faraday Aerospace) répond à Bruno Guimbal qui a apporté, ici même, son éclairage d’ingénieur aéronautique.
Amicalement apostrophé par Bruno Guimbal sur l’aviation électrique, c’est avec grand plaisir que je complète et répond à sa tribune argumentée, enflammée et (comme toujours) intéressante. Je partage nombre de ses arguments mais diverge sur quelques points et probablement sur certaines conclusions.
Pour moi l’aviation électrique est celle qui est mue par un (et surtout) plusieurs moteurs électriques et elle intègre naturellement les solutions hybrides sous toutes ses formes : source hybride d’énergie ou intégration hybride des moteurs électriques et thermiques. Les configurations dites tout-électrique ou (« full-battery« ) ne sont que des installations particulières où l’architecte de l’avion décide de se passer de source complémentaire (ou principale).
Il y a un biais que je retrouve fréquemment dans les comparaisons entre aviation thermique et électrique, c’est l’absence de prise en considération de la différence de maturité des différentes technologies : notre industrie construit et améliore continument des systèmes de propulsion à base de moteurs à piston depuis plus de 120 ans, des systèmes de propulsion à base de turbines depuis environ 80 ans, et des systèmes électriques de propulsion depuis une vingtaine d’années.
La jeune technologie « propulsion électrique » saura emprunter des briques technologiques à d’autres domaines (je pense notamment à l’électronique de puissance, aux batteries, aux solutions de stockage d l’hydrogène, …), tout comme Lycoming et Continental ont su emprunter des technologies de fonderies et d’usinages ou GE, Pratt & Whitney, Rolls Royce ou Safran ont su aller chercher des connaissances pointues du côté de la métallurgie ou du tissage da carbone 3D.
Je place ainsi le développement de la propulsion électrique dans une dynamique qui conduit à envisager la neutralité carbone de l’aviation. Et une part significative de mon activité de dirigeant de Faraday Aerospace consiste à tenter de comprendre cette dynamique.
Nous partageons avec Bruno, la conscience de l’urgence climatique.
Je partage aussi son intérêt pour les travaux et les communications de Jean-Marc Jancovici et de son think tank.
Je connais bien le plan de route de notre industrie (CORAC), et son pendant international CORSIA, pour s’attaquer au réchauffement climatique : déjà avant la crise de la covid il présentait la très grande ambition de réduction des émissions de GES en 2050 à 50% du niveau de 2005. Mais cette grande ambition est aujourd’hui insuffisante face la trajectoire d’une neutralité carbone en 2050 : il ne s’agit plus de réduire ces émissions de 50% mais de les neutraliser.
Je reviendrai dans une prochaine rubrique sur ma vision des trajectoires possibles pour cette décarbonation du transport aérien.
Parmi la combinaison de ces solutions figure la propulsion électrique et ses multiples déclinaisons et notamment : full battery, hybrides, monomoteurs et propulsions distribuées.
Et je tente de prendre le problème dans un sens différent de celui exposé par Bruno : plutôt que d’expliquer que l’on n’y arrivera pas et pourquoi on n’y arrivera pas, j’essaye de reprendre les mêmes analyses pour comprendre ce qui nous reste à faire et comment le faire. Et je vais essayer de reprendre la chronologie de son papier …
Techniquement, le silence de l’avion tout-électrique n’est que relatif, le bruit de l’hélice reste présent mais en termes de bruit perçu, et probablement grâce à son image, l’avion tout-électrique reste à ce jour inégalé.
Bien sûr que la question du bruit n’est qu’une partie de la raison de l’opposition de certains riverains d’aérodromes.
Un moteur Rotax avec un pot d’échappement équilibré peut être réellement silencieux (et Elixir va prochainement le démontrer tous les jours dans de nombreux clubs) … Même si c’est un peu plus difficile avec les LyCosaures, notamment du point de vue réglementaire.
Cela ne m’empêche pas de penser que, dans le dialogue avec les riverains, l’avion « tout-électrique » est un vecteur de communication qui ne peut que contribuer à apaiser ou réduire les oppositions à nos terrains.
Bien sûr que l’affirmation selon laquelle l’entretien d’une motorisation électrique ne couterait rien est fortement exagérée. Mais quand même … nos projections sur des systèmes de faible puissances (moins de 100kW) montrent de nettes économies par rapport à ses équivalents thermiques.
Mon copain garagiste m’explique qu’il n’est pas devenu un expert électronicien pour les nouvelles voitures, mais un électricien qui sait bien utiliser les valises de diagnostic, la mise à jour des softs et les outils de trouble shouting (recherche de pannes). Nos futures motorisations comprendront les mêmes systèmes OBD (On Board Diagnostic) avec des données nativement électriques et donc bien plus faciles à exploiter que s’il fallait faire la même chose sur un moteur traditionnel …
Nous savons aussi que l’altitude ajoutera des difficultés à la maitrise de ces systèmes, mais dans le développement progressif (toujours la même idée de montée progressive en maturité) ne passe peut-être pas immédiatement par des avions conçus pour voler » haut » (lire dépasser les niveaux 60 ou 80 ….). On y viendra mais progressivement et après avoir maitrisé d’autres problèmes.
A Faraday, nous avons écrit le plan de maintenance du système propulsif simple que nous développons (monomoteur et full-battery) : c’est une des données d’entrées de notre projet pour une application CS-23. Nous avons aussi écrit les gammes de la plupart des opérations de maintenance pour en faire des concepts opérationnels s’imposant au design.
Dans l’étude du cout total de possession du système propulsif électrique (pas de l’avion), la maintenance programmée (avec des visites périodiques espacées et des TBO entre 5.000 et 20.000 heures selon les composants) est de 70 à 80% moins cher que celle d’un moteur à piston (visites périodiques classiques et TBO de 2.000 heures). Les composants coutent moins cher, les opérations de maintenance et retrofit sont bien plus simples et leurs fréquence bien plus faibles.
Le cout de l’énergie (rapporté à l’heure de vol) est aujourd’hui du même ordre de grandeur pour un Rotax 912 ou une motorisation électrique de 80 kW que l’on recharge pour tous les vols et dont la batterie est changée tous les 1.000 vols (ou 1.000 heures). Ce constat vaut aujourd’hui en France mais l’équilibre est plus difficile pour un cout américain de carburant.
Par ailleurs toutes les prévisions de prix de cellules de batteries montrent des baisses durables et importantes tandis que le cout du pétrole est pour le moins erratique et que la menace d’une fiscalité punitive sur l’AvGas n’est pas vraiment absente. Le futur économique de la batterie me semble bien plus favorable que la 100LL voir à son successeur non-plombé (une menace de plus sur nos LyCosaures !).
Du point de vue environnemental et social, les batteries au lithium portent encore un lourd passif. Même si les quantités unitaires de lithium et de cobalt (pour ne citer que ces exemples) se réduisent à chaque génération, la croissance du marché génère une pression grandissante sur les territoires et sur les hommes. L’ensemble de la chaîne logistique sait qu’elle doit améliorer la situation.
L’industrie mondiale qui extrait et raffine du pétrole a eu 120 ans pour s’améliorer et pourtant elle est aujourd’hui encore loin d’être exemplaire. Positionnons nos exigences au bon niveau pour l’industrie de la batterie mais laissons-lui le temps de murir.
Aucun n’existe à l’état naturel, ils sont tous issus de transformations de matières premières ou de flux naturels. Nous savons que la transformation des hydrocarbures fossiles et ou du charbon pour produire l’un de ces vecteurs est la négation même de la démarche de décarbonation.
Je ne partage pas l’idée que puisque 96% de la production mondiale d’hydrogène est aujourd’hui carbonée, alors elle doit être rejetée pour ses émissions de CO2.
Ce rejet ignore la formidable dynamique mondiale autour de sa décarbonation :
Mais pourquoi un tel engouement ?
Parce que le dihydrogène (H2 de son vrai nom) est l’élément le plus abondant dans l’univers et le troisième à la surface de la terre. Il peut être utilisé soit en carburant dans un réacteur soit en alimentant une pile à combustible évitant alors toute émission locale de CO2. Et surtout que sa densité énergétique est plus de 3 fois celle des carburants fossiles : de l’ordre de 40 kWh/kg contre 12 kWh/kg.
La production annuelle d’énergie pour les transports routiers et aériens représentent 2.3 Gtep; elle correspond à 720 Mt d’hydrogène, soit 12 fois la production actuelle d’hydrogène (utilisée aujourd’hui à 92% par l’industrie chimique).
Ce coefficient 12 reste compatible d’une évolution possible de la production en 10 ou 20 ans.
| Comprimé | Liquéfié à basse température | Absorbé par un corps « éponge » |
| 700 bars | -252 °C | |
| Densité : 42 kg/m3 | Densité : 71 kg/m3 | Plusieurs centaines kg/m3 |
| 5 kg de H2 (équivalent de 14 litres de kérosène) occupent 125 litres | 5 kg de H2 (équivalent de 14 litres de kérosène) occupent 75 litres | Hors scope |
Compte tenu des contraintes techniques, le stockage de petites quantités (quelques dizaines de kg) utilise de l’hydrogène comprimé (ex: véhicules routiers), les grandes quantités (plusieurs tonnes) utilisent de l’hydrogène liquéfié (ex : propulsion spatiale).
D’autres contraintes constituent un frein à une intégration aéronautique : pour des raisons de contraintes mécaniques ou thermiques la forme optimale de ces réservoirs est cylindrique. Et l’intégration de sphères ou de cylindres dans une voilure ne constitue pas la meilleure optimisation du volume. En France, une entreprise comme Design Tech Center (Franck Doyen) travaille depuis plusieurs années sur ces questions d’intégration.
On parle ici d’avions tout-électriques …
Imaginer que des avions puissent utiliser l’électricité comme source unique et recharger leurs batteries avant d’entreprendre des vols de plusieurs heures est (aujourd’hui) parfaitement irréaliste et Bruno l’explique de façon limpide; son explication est encore plus claire si on se souvient qu’un avion se déplace (…) et qu’il faudrait autant de centrales nucléaires dans tous les aérodromes du monde …
Il faut ici tenter de tordre le cou à un fantasme largement colporté par une presse à la culture technique et scientifique inexistante (non Gil, je ne parle pas d’Aerobuzz !) :
Il n’y a pas de projet sérieux qui envisage de faire voler des avions full-battery avec plusieurs dizaines de passagers, pour au moins les 10 prochaines années. Au-delà, c’est de la science-fiction !
Nous trouvons aujourd’hui, sur le marché, des cellules de qualité et produites industriellement capables d’offrir environ 250 Wh/kg. Il s’agit de la densité de cellules, tandis que celles des batteries est bien moindre. Le coefficient d’intégration (le rapport entre masse des cellules et masse de la batterie) est généralement proche de 0.6 avec des efforts pour tenter de se rapprocher de 0.8.
Cette notion de densité énergétique n’est qu’une des caractéristiques importantes de la batterie : elle doit être examinée avec les vitesses de charge/décharge, les durées de vie (souvent dépendant de la charge/décharge), la stabilité électro-chimique, la propension à l’emballement thermique, son prix, la stabilité de sa production, …
A Faraday nous avons déployé une veille technologique qui nous permet d’identifier un grand nombre de technologie en développement, d’en analyser le degré de maturité (pour les spécialistes, on parle de TRL) et de projeter une date réaliste de disponibilité pour leur marché (quand elles y arrivent). Ceci nous confère une vision sur les 10 prochaines années. Au-delà, notre boule de cristal devient trop opaque !
Et sur 10 ans, il semble raisonnable d’envisager :
Pour être complet, il faut mentionner la calamiteuse performance énergétiques des moteurs thermiques (30-35%) face à celle de la chaine électrique (85-90%). Cela réduit l’écart du devis de masse mais dès lors qu’il s’agit de dépasser des autonomies modestes (quelques dizaines de minutes) cet écart reste, de façon rédhibitoire, défavorable au tout-électrique.
Les débats sur les capacités à produire et transporter cette énergie électrique sont totalement inutiles.
Pour autant, le vol full-battery conserve un intérêt réel sur au moins 3 segments qui peuvent envisager utiliser l’électricité comme vecteur primaire : l’avion léger de formation et de loisir, les petits commuters utilisés sur des vols très courts et les taxi volants. Tous tirent profit du faible poids des moteurs électriques (5 à 8 kW /kg versus 1 à 3 kW/kg pour les moteurs à piston et les petites turbines) qui permet de compenser la masse des « premiers kWh » des batteries.
L’avion léger de formation et de loisir : l’avion tout-électrique a déjà sa place dans la phase de début de formation : l’Alpha Electro (avant-garde de ce type d’avions) sait déjà enchainer jusqu’à 7 tours de piste avec 1 seule charge de batterie. De plus, l’on considère que :
alors le remplacement progressif d’une partie de la flotte des avions monomoteurs est quelque-chose d’envisageable pour en réduire l’empreinte CO2, sonore et le cout d’exploitation.
Une demande semble émerger de compagnies de transport aérien local proposant des segments de vol d’une dizaine de minutes. Il est raisonnable de penser qu’à horizon 10 ans, les batteries seront capables de propulser des petits commuters électriques sur ces courtes distance. La question de la rentabilité de tels vols reste à examiner dans le cadre d’une règlementation zero-carbone.
Les taxi volants restent un scénario qui doit encore franchir de nombreux obstacles; mais l’arrivée d’investissements massifs (plusieurs centaines de millions de dollar par projet, pour les mieux dotés) est une condition nécessaire (je n’ai pas écrit suffisante …) pour lever ces verrous. Mais on est ici typiquement sur des segments de vols urbains courts (10 à 15 minutes) qui constituent une exploitation raisonnable de ce type de propulsion.
Mais comme je l’expliquais dans un propos liminaire, l’aviation électrique c’est aussi l’aviation hybride. Ici le vecteur d’énergie primaire n’est pas la recharge électrique mais le plein de kérosène bas carbone (oui ça existe !) ou d’hydrogène.
Mais quel peut être l’intérêt d’utiliser ces carburants qui savent très bien alimenter turbines et turboréacteurs pour ajouter la complexité d’une propulsion hybride ?
La réponse tient en deux mots : propulsion distribuée.
Les moteurs électriques ont une caractéristiques fondamentale, c’est la proportionnalité entre la puissance et la masse (rien de tel sur les moteurs thermiques). Ce qui permet -par exemple- de substituer 20 moteurs de 25kW à un moteur de 500 kW, sans pénalité de masse significative. On ouvre ainsi la possibilité de nombreuses ruptures sur l’aérodynamique des appareils et autant d’avancées vers un vol plus frugal tel qu’appelé par les vœux de Bruno Guimbal :
L’hybridation a aussi d’autres intérêts potentiel tels que l’intégration d’un boost électrique pour certaines phases de vol, et par exemple :
Pour finir, je souscris totalement à l’affirmation de Bruno sur la complexité de la certification et au-delà de la catégorie (LSA, CS-23, CS-27, …) ; c’est le détail du niveau d’exigence de la sureté de fonctionnement (en franglais : safety) qui positionne la difficulté. Entre le niveau exigé pour le tout premier avion (LSA) certifié et un avion de ligne ou un hélicoptère certifié, il y a un coefficient de 1.000 ! (je parle bien sur ici de l’occurrence de l’événement catastrophique).
Et comme, il faut bien commencer par un bout, Pipistrel vient de franchir une toute première étape en certifiant le tout premier avion électrique en catégorie LSA : le Velis.
A ce sujet, je souscris tout aussi pleinement au discours de Bruno Guimbal : entre le grand respect vis-à-vis des ingénieurs de Pipistrel et l’affirmation que le chemin pour certifier un système répondant aux exigences du transport public IFR, est encore très long. Mais bravo à ceux qui ouvrent la voie !
Gilles Rosenberger
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Vous écrivez : ''Parce que le dihydrogène (H2 de son vrai nom) est l’élément le plus abondant dans l’univers et le troisième à la surface de la terre''.
La réalité est tout autre : l'atome d'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers. Mais certainement pas la molécule H2. C'est très différent !
Votre assertion laisse entendre qu'il n'y a qu'à se baisser pour trouver de l'hydrogène. C'est bien évidemment beaucoup moins facile que cela. Raison pour laquelle l'H2 est aujourd'hui produit à 96% à partir d'énergies fossiles...
Merci a Vous pour le tableau "mode de stockage de l hydrogène"
Bonjour, vous vous rendez quand même compte que l'énergie sans CO² la plus évidente, c'est l'énergie atomique, on peut faire fonctionner des réacteurs de petite taille avec du combustible recyclé et on sait faire des conteneurs qui résistent aux chocs contre un train lancé a pleine vitesse, la seule interdiction que l'on pose a cette utilisation, c'est la peur panique entretenue par tous les "verts" qui ne voient dans le nucléaire que l'arme de destruction, alors même que l'utilisation de rayonnement sauve des millions de vies chaque année. Sans cette idéologie sectaire anti atome, la recherche aurait certainement eu les moyens d'inventer et de construire des réacteurs, petits fiables et surtout puissants, largement plus que n'importe quel type d'accumulateurs, fusse a l'hydrogène. Mais voilà, on ne fricote pas avec le diable, comme si toutes les autres formes d'énergies ne portaient pas en elle la possibilité de destruction, Beyrouth vient d'en faire la démonstration, non ?
Nouveau venu de l aéro, je relis avec plaisir l article de g Rosenberger, et les nombreuses réponses passionnées ! Beaucoups d études et d analyses parfois contradictoires, me confirment totalement et me projettent vers cet avenir aéronautique "révolutionnaire" qui ce prépare pour moins de 10 ans ! Je retiens 4 voies principales !
Les nouveaux carburants avec l hydrogéne, transporté et transformé in bord pour moteurs en AR !
La portance des avions totalement différente, permettant des effets d allègement dans toutes les figures vol
L hybridation twin électrique en position boost et principale en certaines phases croisière pour 10/40 places !
J y crois fermement maintenant au vu de ce que je vois et constate tous les jours, ici et aux côtés ! Merci a vous Tous !
Ne vous emballez pas quand même
Remarque à propos de la décarbonation du vol.
Le postulat de départ est que le CO2 est nocif pour la planète…
J'espère, et de ce fait je vais à contre-courant de l'opinion formatée actuelle, qu'on ne s'apercevra pas qu'on aura fait fausse route en dépensant des milliards à "décarbonner".
Nos problèmes de climat ne viennent pas du CO2, mais des cycles multiples du Soleil.
Un peu iconoclaste, mais tout cela permettra et permet déjà à certains de se remplir les poches au détriments des peuples.
"J’espère, et de ce fait je vais à contre-courant de l’opinion formatée actuelle, qu’on ne s’apercevra pas qu’on aura fait fausse route en dépensant des milliards à « décarbonner ».
Nos problèmes de climat ne viennent pas du CO2, mais des cycles multiples du Soleil."
juste : non.
Le premier boulot en science climatique a été de vérifier cette hypothèse, et elle est invalidée par toutes les études. ça a d'ailleurs été la plus facile à invalider vérifier / recouper etc.
@ Luc Gramsch : le CO2 est-il nocif pour la planète ?
La réponse à cette question a été apportée depuis pas mal de temps, y compris par les milliers de scientifiques du GIEC.
Aux cotés des climatosceptiques et autres platistes (ceux qui "savent" que la terre est plate), on voit apparaître des climatoréalistes qui ne nient pas le constat du réchauffement climatique mais qui affirment (et pensent démontrer) que la cause en est principalement naturelle.
Ces derniers mettent aussi en cause le poids de l'administration scientifique dans le GIEC, les manquements de rigueur scientifique, les copinages croisés, et les risques d'un certains un "Lancetgate" à la puissance 10 !
Je n'ai pas le niveau d'expertise scientifique pour prendre parti dans cette controverse.
C'est une sorte de pari qu'il faut faire en comparant les risques que nous prenons dans chacune des options : responsabilité humaine (et donc obligation à réagir) ou cause naturelle (et laisser-faire).
Reprenant une affirmation de JM JANCOVICI (encore lui !) : il est à craindre que l'absence d'action de réduction de nos émissions de GES "nous laisse une addition considérablement plus lourde" que celle des dépenses que vous estimez se faire au dépens des peuples.
Le CO2, bon, mauvais ou indifférent ? une chose est certaine aujourd'hui, le carbone que nous envoyons dans l'atmosphère a été stocké lors de l'ère secondaire, ce qui veut dire qu'il était présent à la fin de l'ère primaire dans l'atmosphère. C'est cette période a vu la disparition de la quasi totalité des espèces vivantes en quelques milliers d'années (certains scientifiques parlent de 40 000 ans). Nous ne faisons que recréer la composition de l'atmosphère qui existait durant cette extinction massive, avec à priori les mêmes effets. Bien sûr, il est très facile de maltraiter les mouches sur un tel postulat, mais il mérite réflexion.
Pour revenir à l'article de Gilles, il écrit une chose primordiale :" Il m’apparait déjà évident qu’il n’y aura pas UNE solution technique mais une COMBINAISON de plusieurs solutions et que ces combinaisons pourront être différentes selon les segments de marché..." . Ça veut simplement dire qu'il n'y a pas une solution unique et centralisée au problème de l'énergie, mais autant de technologies qu'il y a de sources et de vecteurs d'énergies qu'il faudra utiliser de manière optimale. Bruno a fort bien expliqué pourquoi l'électricité pose des problèmes comme vecteur unique, la conclusion est que tout miser sur UN vecteur est voué à l'échec. Il faut sortir de la conception jacobine propre à la France qui veut que seules les solutions uniques s'appliquant à tout et maitrisées par le gouvernement soient mises en œuvre, pour aller vers une adéquation maximale des énergies avec leur utilisation. C'est ce que font les allemands avec l'hydrogène, utilisé pour les trains et les flottes captives. Un autre exemple pourrait être l'utilisation de l'air comprimé dans les transports urbains, déjà fait avec succès au début du 20° siècle. Chaque "parcelle" d'énergie utilisée au mieux libèrera les autres sources/vecteurs pour d'autre utilisations.
J'ai l'impression (et j'espère que je ne suis pas seul) que tout le monde considère que l'énergie de substitution au pétrole prendra simplement le relais et que l'aviation commerciale continuera de plus belle... Alors que son développement actuel est principalement du à la possibilité de disposer d'une source d'énergie bon marché partout dans le monde. L'expansion du transport a permis des économies d'échelle, aidée par la paix relative nécessaire à la mondialisation de l'économie. Ces conditions sont moribondes, et il est à craindre un fort repli du transport aérien et là finies les économies d'échelles, ce qui sera une cause supplémentaire de repli de l'activité. La mise en place de ces merveilleuses technologies restera donc à financer entièrement, de la mise au point à la construction d'une logistique adaptée en passant par la création de chaines de constructions adaptées pour tout ça, le tout à un moment ou l'activité et la circulation mondiale se contracte, pas seulement pour cause de virus baladeur, celui-ci n'étant que le révélateur d'une crise bien plus profonde (les velléités de relocalisation en sont un des symptômes). Tout ça pour dire qu'il est toujours possible de rêver, concevoir, espérer, le marché à venir est tout sauf évident, au moins pour de longues années. Par contre, le marché des petits avions pourra être porteur, à condition de respecter les règles de base de l'économie en la matière : source d'énergie d'une technologie accessible aux moins développés, technique permettant la réparation ailleurs que dans un atelier super équipé, des sortes de "lycosaures" de l'avenir bien loin de l'ultra technologie présente dans nos bagnoles et qui agace tant les garageux. Il faut peut-être y penser maintenant avant de déclarer tel ou tel vecteur d'énergie d'avenir ...ou non. Avant de faire le tri de ce qui sera possible de construire, il serait bon de poser des pré-requis pour la commercialisation future (ça s'appelle un cahier des charges) prenant en compter les caractéristiques du marché. L'exemple du DC3 est à analyser finement, celui de l'A380 aussi.
Bonne idée
Merci pour cet opinion volontaire et le partage d'informations intéressantes.
Multiplier la densité énergétique des batteries par 2 en 10 ans n'est peut-être pas suffisant pour l'aviation commerciale actuelle, mais à le potentiel de changer la donne dans beaucoup de domaines.
En ce qui concerne précisément le sujet des moteurs au niveau des saumons et leurs supposé gain sur la traînée induite, se référer à la vidéo "Doug McLean | Common Misconceptions in Aerodynamics" accessible en ligne. Le sujet est traité à la 37ème minute.
Le principe de réduire la trainée induite en s'attaquant au tourbillons marginaux semble avoir du sens que si l'on prends en compte la distribution de portance sur l'ensemble de l'aile ainsi que l'écoulement à l'échelle globale
Ca me rappelle les essais (réussis !) qu'avait fait Henri Choroz il y a 15 à 20 ans avec ses tubes remplaçant les saumons d'ailes.
Un simple tube ! Placé au bon endroit avec les bonnes dimensions, le gain en consommation de son avion de construction amateur était de 30%. J'ai bien dit 30%!!!
En modèle réduit, travaillant en relation avec Mr Choroz, nous étions arrivé à 40% de gain en consommation mesuré, sur des ailes à faible allongement et profil porteurs.
Mais les winglets ont pris le dessus... ils sont plus jolis...
Je confirme avoir essayé des saumons tubulaires sur le MC30E. Je n'ai malheureusement pas eu le temps de faire une campagne de mesures comparatives mais j'ai bien noté que le comportement en roulis avait changé, et je dirais en mieux, ce qui m'a surpris à l'époque car la version avec déturbulateurs se comportait déjà très bien à cet égard.
Pas assez cher mon fils ! Pas assez classe…
J'ai fait, avec mon vieux Jacques (disparu depuis) qui était en contact avec Henri Chorosz, de nombreux essais instrumentés et comparatifs sur de nombreux modèles réduits, avec des "saumons" parfois en tube de "papier cul" ou de "sopalin" qui marchaient extrêmement bien, mais c'était pas classe quand au même moment des aérodynamicien patentés squattaient les super calculateurs pour concevoir des winglets les plus optimisés. Et crac, on gagnait 40% de consommation électrique avec un simple tube en carton ? Pas possible ! on va pas reconnaitre ça…
De mémoire, on arrivait à gagner 40% d'autonomie sur nos meilleurs saumons. Cette technologie s'avère optimale pour les ailes à faible allongement et profil très porteur. On gagne énormément en portance sans ajouter de trainé par régulation et redressement des flux d'air sur la partie externe d'aile. Le décrochage devient très doux et tardif, facile à rattraper. L'avion est plus stable, comme équipé d'un gyroscope, très sain au décrochage. Les ailerons sont également plus efficaces (et plus tard au décrochage), bénéficiant d'un air moins perturbé vers les saumons. La sensation est vraiment une diminution de la charge alaire (par augmentation de la portance). L'autonomie constatée augmente de 40% sur nos meilleures ailes. Les tests ont été effectués sur avions électriques instrumentés.
Physiquement, les "tubes" les meilleurs faisaient en diamètre 3 fois l'épaisseur de l'aile au saumon, leur longueur étant celle de la corde d'aile au saumon, mais décalé vers l'arrière de 20%. C'est ainsi que nous avons eu les meilleurs résultat. L'allongement de l'aile optimal est de 5 (meilleurs gains obtenus), et l'effet est d'autant meilleur que le profil est porteur et l'allongement faible, signe que ces "saumons" Chorosz régulent très efficacement le vortex de bout d'aile.
Nous avions fait des essais avec un unique fuselage équipé de plusieurs ailes pour essais systématiquement identiques : ailes rectangulaires d'allongements variés (meilleurs résultats pour 5 d'allongement) et aussi à géométrie identique mais à profil d'ailes différents (meilleurs résultats sur profils type Eppler 205 ou Clark Y plats/porteurs, résultats décevant pour profils symétriques amenant peu de gains). Nous avions bien sur testé différents diamètres de tubes, différentes positions...
L'avion devient très stable, très sain. Le décrochage plus doux, plus tardif, mais toujours aussi sain voire meilleur par l'effet "tenue sur un rail" des saumons. Cela n'empêche pas la voltige et s'avère robuste aux éléments (un winglet est fragile)
Ce type de saumon sont très intéressant pour des avions légers à profils porteurs et de faible allongement. Typiquement en construction amateur, ULM. L'intérêt est de rendre la chose intégrable facilement à des avions de construction simple et de taille compacte. Pour les grands allongements, le gain n'est pas flagrant (le winglet prend le dessus).
Henri Chorosz avait traversé l'atlantique nord en 1995 sur son avion de construction amateur équipé de ses saumons tubulaires, un Glasair. La distance parcourue était supérieure de 30% à l'autonomie connue de son avion sans les saumons tubulaires… (testé avant bien sur…).
Nos tests en modèles réduits datent de 1998. Voir cet article (http://acversailles.free.fr/documentation/08~Documentation_Generale_M_Suire/Aerodynamique/Dispositifs_aerodynamiques/Vortex%20Generators/Le_Wake-Vortex-Eliminator_d-Henri_Chorosz.pdf) ou l'on voit d'ailleurs le modèle réduit dont je parle et qui est toujours en ma possession et en état de vol avec ses tubes ! (celui de gauche, le rouge…)
Effectivement le planeur Upsilon présenté en plan dans le Looping n°69 de juin-juillet 2001 utilise ces fameux saumons tubulaires Henri Choroz.
Ils ont étés présentés dans la revue Fly n°69 (que je ne possède pas).
Si vous avez plus d'informations et résultats d'essais cela m'intéresse.
Cela peut m'intéresser de reproduire des essais instrumentés sur un modèle réduit.
Étonnant qu'on ne les retrouve pas d'avantage dans les constructions récentes
Je suis parfaitement sûr l’approche réaliste et raisonnable de Bruno Guimbal. Rien à ajouter.
Prenons du recule, les énergies fossiles ne sont-elles pas vouées à s'amenuiser jusqu'à disparaitre d'ici 50 ans? (ou à devenir trop couteuses/polluantes). N'est-ce par pour cela que les grands groupes mondiaux de l’énergie travaillent sur des projets de substitution? Il me semblent que la plupart de ces solutions passent par l’électricité. En tête des espoirs - long termes - la fusion nucléaire, à court terme le solaire, l'éolien, les centrales hydrauliques maritimes etc...
Donc si je suis un bureau R&D travaillant dans l'aéronautique, je vais probablement aller dans cette direction car c'est en cohérence avec les grandes tendances. Et si on connaissait le résultat d'avance cela ne s'appellerait pas de la R&D.
J'ajouterais que la R&D est un des domaines où les européens doivent mettre le paquet s'ils veulent rester dans la course mondiale. Arrêtons la R&D et nous deviendrons un pays pauvre et soumis, sans espoir et sans fierté...
Retroussons-nous les manches et "prenons des risques "
Bonjour,
Je suis allé visiter le site de Cleansky https://www.cleansky.eu/
C'est passionnant, allez-y !
On y voit que c'est 1,6 milliards d'euros qui ont été investis par l'Europe jusque maintenant, par tickets de 100 ou 200 millions. Cleansky 2 prend la suite avec 4 milliards (chiffres avant Covid).
J'étais loin du compte quant à l'hydrogène.
Les technologies explorées sont passionnantes, mais rien ne renvoie à tous les sites d'automobile, de bateaux, d'urbanisme, etc. qui font exactement la même chose, sur le même budget d'énergie. Encore une fois, il va falloir choisir des priorités.
Et comme je crois les scientifiques, je sais qu'il va falloir se restreindre, de gré ou de force.
De gré c'est mieux mais c'est plus dur.
Et Clean Sky 3 est lancé,mais il faut aller les chercher les sous. Bon courage...