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Aviation électrique : faire d‘un rêve une réalité

Le Dr. Frank Anton pense que l’histoire de l’aviation a été marquée par trois moments cruciaux. À l’aube du 20e siècle, en 1903, le premier avion motorisé toucha le sol après avoir volé douze secondes. Ce fut la première révolution de l’aviation : l’avion était né et une ère d’innovations aéronautiques venait de commencer.

Puis à partir du milieu du 20e siècle, une nouvelle classe de touristes put siroter des cocktails en survolant l’Atlantique : une récente invention - le turboréacteur - les propulsait, ainsi que l’âge d’or de l’aviation, dans le futur. Ce moteur à réaction, bien entendu très évolué, propulse toujours le transport aérien d’aujourd’hui et son introduction commerciale dans les années 50 et 60 peut être considérée somme une seconde révolution de l’aéronautique.

 

Aujourd’hui, en 2017, près de 60 ans après l’adoption du moteur à réaction, le Dr. Frank Anton et son équipe de renommée internationale travaillent à la troisième révolution de l’histoire de l’aviation. Il s’agit cette fois-ci de l’électrique et les enjeux sont encore plus importants.

Mon objectif est de parvenir à la propulsion électrique dans la prochaine génération de manière à ce que l’aviation continue d’exister sur cette planète. Car si nous n’y parvenons pas, l’aviation disparaîtra.

Dr. Frank Anton, Directeur eAviation

« Mon objectif est de parvenir à la propulsion électrique dans la prochaine génération de manière à ce que l’aviation continue d’exister sur cette planète. Car si nous n’y parvenons pas, l’aviation disparaîtra », déclare le Dr Anton dans son bureau sur le campus Siemens à Erlangen en Allemagne.

Les risques qui pèsent sur l’aviation ? « Le trafic régional disparaîtra de nos ciels, si nous ne parvenons pas à réduire les niveaux de dioxyde de carbone. Et nous ne pouvons absolument pas réduire le dioxyde de carbone, tout en continuant à faire voler des avions, sans la propulsion électrique. »

C’est une perspective inquiétante pour un éternel amoureux de tout ce qui vole. Mais le Dr Anton est optimiste au sujet de l’avenir du transport aérien car lui et son équipe ont déjà conçu et fabriqué un système de propulsion hybride parfaitement fonctionnel et ont même pu voler avec.

Le problème de la puissance

Lorsque le Dr Anton et son homologue d’Airbus débutèrent le projet, le monde entier pensait que le vol électrique n’avait aucun sens. « Tous les spécialistes disaient que c’était impossible. Nous pensions tous deux que c’était impossible. » Mais lorsque l’équipe d’experts en aéronautique et d’ingénieurs électrique nouvellement établie se mit à travailler de concert sur le problème, ils finirent par croire, petit à petit, qu’il ne s’agissait peut-être pas d’un rêve.
 
Le premier défi que l’équipe dut affronter fut le rapport poids/puissance. Un moteur électrique normal fournit près d’1 kilowatt de puissance par kilogramme. Pour réussir à faire décoller et voler un petit avion, l’équipe eut besoin d’extraire au moins 6 kilowatts de puissance par kilogramme de moteur. Les spécialistes étaient sceptiques.
 
Mais l’équipe du Dr. Anton leur prouva qu’ils se trompaient. Et rapidement. Au tout premier essai, ils réussirent à produire un résultat qui frôlait l’objectif fixé - une première réalisation sur laquelle ils ont continué de construire, démontrant ainsi que la propulsion électrique était commercialement viable.

Façonner l’avenir de l’aviation

Electrical Engineering Aircraft

Leur arme secrète :  des solutions de gestion du cycle de vie du produit. Ou PLM. Il s’agit d’une suite de logiciels développée par Siemens qui permet à l’équipe de concevoir, modéliser et tester chaque détail du moteur proposé avant d’en fabriquer physiquement la première pièce. « Avec un problème aussi complexe où tout doit fonctionner de concert, simuler le système de propulsion dans son ensemble était la seule méthode que nous pouvions utiliser pour repenser notre approche de création d’un système d’une manière complètement différente.
 
Le PLM fournit était si révolutionnaire qu’il offrait la possibilité d’éliminer toutes les pièces inutiles lors de la conception en répliquant les processus d’évolution du corps humain. « Nous avons retiré tous les éléments structurels inutiles de manière à concentrer les puissantes forces qu’il pouvait supporter avec un minimum de matériel. Tout comme le corps humain construit son squelette, en utilisant la matière là où se trouvent les lignes de forces afin que la structure soit aussi forte que légère. »
 
Trouver de nouvelles manières de travailler fut la clé du succès de l’équipe. Elle était convaincu qu’il ne suffisait pas de créer un espace de travail où des personnes de tous niveaux d’expérience pouvaient s’épanouir et prospérer, mais qu’il fallait également lancer les innovations avec le client. « Une nouvelle technologie n’a pas de valeur sans valeur client.  Comment faire émerger cette valeur ? Seulement avec le bon client, car c’est uniquement dans ce cas que vous pourrez comprendre l’application et commencer à entrevoir ce qui peut être fait avec cette nouvelle technologie, le cas échéant. »
 
Le Dr. Anton avait trouvé le bon client et les bons partenaires chez EXTRA, Diamond Aircraft et Airbus. Il mit en place l’équipe qui développa les modèles. Et ensemble, ils fabriquèrent un système de propulsion électrique à la fois léger et puissant. L’heure était venue de voler.

Nous ne repoussons pas les lois de la physique. Nous combinons simplement des solutions existantes d’une manière inédite.

Dr. Frank Anton, Directeur eAviation

Un cap historique

Et pour voler, il vola. En 2015 - dans un silence presque complet - un avion acrobatique décolla d’un aérodrome du centre-nord de l’Allemagne, pour la première fois dans l’histoire de l’aviation, propulsé par un système de propulsion électrique dans cette catégorie de puissance.

Et depuis ce vol record, l’équipe Aviation Électrique est parvenue à franchir une nouvelle étape décisive : propulser un avion biplace de plus grande taille avec le même système.

Le Dr. Anton, lui-même pilote expérimenté, fut l’une des premières personnes à piloter cet avion. « C’est fantastique. C’est exactement comme conduire une voiture électrique, tout est beaucoup plus doux. Et silencieux aussi. Lorsque vous retirez votre casque, vous vous rendez compte que vous n’en avez plus besoin. Vous pouvez discuter avec votre copilote sans avoir recours à un interphone - il va falloir s'y habituer. » 

Une façon de voyager plus verte et plus agréable. Le Dr. Anton pense que c’est ceux à quoi pourraient ressembler tant sur le plan de l’allure que du bruit tous les avions régionaux de 100 places d’ici 2035, ce qui aiderait ainsi la société à réduire ses émissions de dioxyde de carbone et à pérenniser l’aéronautique pour les prochaines générations. La troisième révolution décisive a décollé : l’ère du vol électrique a commencé. Et le Dr. Anton, son équipe chez Siemens et ses partenaires commerciaux ne s’arrêtent pas là.