Avion du futur : Lavion plus lectrique

Gabriel VLU Professeur des Universits

Chef du projet HTMW CleanSky

Rvolution des systmes nergtiques bord des avions, qui verra le remplacement des nergies hydraulique et

pneumatique par llectricit.

March venir 30 35000 avions de ligne construire dici 2030. (soit

environs 2000/an) Principalement pour le march de lAsie. Vers des avions : -moins nergivores et moins impactants pour lenvironnement.

Rponse en Europe : Le projet CLEANSKY porte lobjectif de

rduire de 25% les rejets de CO2 dici 2020

Objectifs et Principes Objectifs :

Baisse du cot global de possession dun avion, Meilleure efficacit propulsive Moindre impact sur lenvironnement.

Actions :

Remplacer les vecteurs nergtiques (fluides hydrauliques et air comprim) par le courant lectrique.

Consquences : diminution significative de la consommation en carburant.

(rduction des masses embarqus (plusieurs 100kg, rendement plus levs >90%)

tudier la faon de monter les actionneurs lectriques, les protger, les surveiller au cours de leur vie.

Exemples actuels : A320 No et Boeing 787 Dreamliner

787 DreamLiner Envergure : 60 m Poids vide :110t Nombre de places : 250 max Cot unitaire : 177 M Puissance lectrique : 1000 kW Tension 540 V DC

A320 No Envergure : 34 m Poids vide :42,4t Nombre de places : 180 max Cot unitaire : 78 M Puissance lectrique : 600 kW (8 voitures de 100cv)

Equipements Electriques Novateurs

Green Taxi (moteurs lectriques dans les roues pour les dplacements des avions au sol) Puissance vise 150 kW pour une vitesse 35 km/h Forte conomie de carburant (jusqu 15% selon les vols et les aroports ) Meilleur autonomie au sol

Freins lectriques ( la place des freins hydrauliques) Rduction du poids Augmentation de lefficacit

Nouvelle problmatique : produire suffisamment dlectricit bord Actuellement les quipement lectriques sont aliments par APU

(Auxilliar Power Unit) Soit un groupe lectrogne positionn dans la queue du

fuselage (mauvais rendement mais indpendant) Soit une prise dnergie mcanique sur larbre des racteur pour

alimenter la Banane Avenir : open rotor avec 25% de gain defficacit mais dans ce

cas impossible de mettre les auxiliaires en priphrie. Mettre lalternateur au cur de la turbine en zone chaude

(>300C sujet du projet Cleansky HTMW).

Prochaine gnration d'appareils : l'ensemble des fonctions pourraient tre assures en mode lectrique (hors propulsion) Aujourd'hui, 15 % des besoins en nergie sont lectriques.

Exemple de racteurs avec leurs quipements externes

Exemple dun Open rotor

Aviation lgre La propulsion lectrique s'attaque l'aviation lgre 100% lectrique (mme la propulsion est lectrique) sur

batterie. possible pour de petits avions (15 50cv) avec de faibles

autonomies (quelques heures)

avion-concept lectrique e-Genius (biplace) envergure : 17 m Poids maxi au dcollage : 950 kg ( vide 180kg) moteur lectrique de 100 kW Diamtre dhlice : 2.20 m Autonomie 2H00 (320km)

Avions de tourismes lectriques

Cri Cri MC 15 E (4*7,5cv) 30 minutes 110 km/h

YUNEEC : E430 (54 CV) autonomie 2h00 en version standard

ELECTRAVIA : Avion de voltige (100cv) Moteur 35 kg batteries 55kg, autonomie 35 min

ELECTRA F-WMDJ (25cv) 1er vol mondial a propulsion

lectrique (2007)

Le plus rapide au monde : 283 km/h

Avions Solaires

180 m2 panneaux solaire (35 kWc) 14 moteurs lectriques (50 cv)

Hlios : record daltitude (32km)

panneaux solaires 200 m2 moteurs: 4*10cv

Solar impulse dfi : tour du monde

Poids :1600kg , envergure de 63,40 m Capable de stoker assez dlectricit pendant la journe pour faire tourner les 4 moteurs lectriques durant les phases sans soleil. (accumulateurs 400 kg)

Zehst (Zero Emission High Speed Transport)

longueur :140 mtres (73 mtres pour lA380) Largeur : 40 mtres Rayon daction : 20 000 km Vitesse de croisire mach 4 mach 8 Capacit : 300 places

Avion hypersonique : A2 Projet d EADS : avion hypersonique permettant de relier Paris Tokyo en 2h30 volant dans la stratosphre : le Zehst (Zero Emission High Speed Transport) cet avion-fuse vole au-dessus de l'atmosphre. 1) Dcollage avec des moteurs classiques.

2) Mise en marche des moteurs-fuses fonctionnant l'hydrogne et l'oxygne et monte ensuite jusqu' 32 km d'altitude.

3) Pour l'atterrissage, le pilote Coupe les moteurs-fuses, amorce sa descente en planeur avant de se poser avec les moteurs classiques de l'appareil. Capacit de 50 100 personnes, Calendrier : un premier dmonstrateur vers 2020, pour une mise en service vers 2050. Energie contenue dans lhydrogne: 1 kg d'hydrogne = 2,8 kg d'essence. Le + fort ratio nergie/masse Mais 1 litre d'essence = 4,6 litres H2 (700 bars)

En savoir plus : www.univ-artois.fr www.lsee.fr www.pole-medee.com www.cleansky.eu

Merci de votre attention