Alors que la pression sociale s'accentue sur le transport aérien pour que ce secteur accentue ses efforts pour réduire ses émissions de CO2 qui représentent 2,5% des émissions mondiales, le groupe aéronautique Safran s'est lancé avec force dans la propulsion électrique, avec la ferme intention de "faire la course devant", selon Stéphane Cueille, le directeur de l'innovation et de la R&T de Safran.
"Nous nous comportons comme une startup. Nous avons été capables d'aller très vite. Dix-huit mois après avoir décidé d'y aller, nous disposons d'un système hybride au banc d'essais, d'une famille de moteurs électriques, d'une famille de génératrices et, sur certains de nos produits, nous travaillons pour passer à l'échelle industrielle", a-t-il expliqué vendredi, lors d'une rencontre avec la presse sur le site de Niort de Safran Electrical & Power.
Une ambition que permet l'acquisition de Zodiac Aerospace l'an dernier.
"Cela nous a donné une autre dimension sur les systèmes électriques et la gestion de l'énergie. Que ce soit dans notre stratégie dans la propulsion électrique ou dans celle concernant les VTOL (véhicules à décollage horizontal], cette acquisition est fondamentale", a rappelé Alain Sauret, le président de Safran Electrical & Power.
Baisse des coûts
Si un avion de plus de 100 places équipé de moteurs électriques est aujourd'hui hors de portée en raison de la faible densité de puissance des batteries qui a déjà du mal à satisfaire les besoins d'autonomie des automobiles, il en est différemment pour des engins volants de très petite taille, plus légers, destinés à assurer des vols de très courte distance, à l'instar des taxis volants, des drones logistiques cargo, voire même des avions de transport de passagers d'une douzaine de places. Et sur tous ces projets, Safran est plus que jamais présent en travaillant sur plusieurs démonstrateurs. En 2019, le groupe prévoit déjà de livrer 200 moteurs, tous construits sur son site de Villaroche, en Île-de-France.
"D'ici à deux ans, la production devrait dépasser les 1.000 exemplaires, avec un processus d'industrialisation qui permettra de diviser les coûts actuels par un facteur allant de 3 à 5. Si le marché se concrétise de manière significative, on s'arme pour passer à plusieurs dizaines de milliers de moteurs d'ici à 4-5 ans avec une deuxième étape de réduction des coûts qui permettra une nouvelle baisse de 30%", a expliqué Stéphane Cueille.
Drones logistiques cargo
Alors qu'Airbus et la RATP ont annoncé il y a une dizaine de jours étudier la faisabilité de lancer des taxis volants en Île-de-France d'ici à 5 ans, la première application de ce VTOL va d'abord concerner, selon Safran, le transport de colis. Parmi les livraisons de moteurs prévus cette année par le motoriste, une partie est en effet destinée à un projet de "drone logistique cargo", qui pourrait d'ailleurs faire un vol de démonstration l'an prochain. D'une envergure de 4 mètres, cet engin, qui aura 8 moteurs et sera capable de transporter une charge utile de 300 kilogrammes sur des distances de 30 à 40 kilomètres, sera certifié d'ici 4 à 5 ans, assure-ton chez Safran.
L'idée du client est d'assurer le transport de colis, non pas dans le coeur des villes ("le fameux dernier kilomètre") mais entre un "hub" '(par exemple un aéroport) et d'autres centres de dépôt en périphérie des centre-villes. Aujourd'hui assurés en camion, ces trajets seraient donc remplacés par des vols d'une vingtaine de minutes, l'autonomie correspondant à la puissance des batteries. Pour augmenter le rayon d'action, il sera possible de recharger la batterie en vol avec une turbine à gaz.
Safran travaille également sur des projets de taxis volants avec des voyageurs à bord, notamment avec le fabricant d'hélicoptères américain Bell qui table sur une production en série au milieu des années 2020.
Projet d'avions de 12 places
Autre marché visé, celui des "sauts de puce" en avion de moins de 20 places. Ce dernier existe notamment aux Etats-Unis, mais reste très limité en raison du bruit que génèrent les avions actuels. Safran travaille sur un projet d'aéronefs (à voilure fixe) de 12 places intégrant une part d'électricité dans la propulsion, laquelle permettra de d'effectuer, selon la distance, des vols 100% électriques ou hybrides. De tels appareils pourraient voir le jour après 2025. Safran est donc sur tous les fronts.
"Il y a des dizaines de projets", explique Stéphane Cueille.
La première marche vers le tout-électrique?
Autant de segments de marché en devenir, qui constitueront la première marche à franchir pour espérer arriver peut-être un jour à un avion électrique dans l'aviation commerciale, et notamment sur le marché court et moyen-courrier. Occupé aujourd'hui par l'A320 et le B737, ce segment est fondamental pour imaginer basculer l'aviation commerciale vers le tout-électrique. Il représente en effet plus de 70% des ventes d'avions de plus de 100 places.
"Il y a des barrières importantes pour aller jusqu'à l'aviation commerciale. Pour autant, si on ne peut pas parier sur le tout-électrique ou le fortement hybride, on ne peut pas non plus parier que ça n'arrivera pas. Il faut être prêts. Il y a une tendance de long terme", fait valoir Stéphane Cueille.
Au-delà de ces petits véhicules, il est donc difficile d'envisager aujourd'hui des avions électriques plus gros, capables de remplir un jour les missions de l'A320 ou du B737. Pour rappel, ces derniers transportent près de 80 tonnes à pleine charge sur 3.000 miles nautiques.
Des limites techniques considérables
"Les spécialistes des batteries nous disent qu'ils n'ont pas dans les cartons ce qu'il nous faudrait (...). Les batteries électriques, qui ont aujourd'hui une puissance de 200 watts-heure par kilogramme [Wh/kg], sont trop faibles. Même si l'on multiplie par 5 pour arriver à 1.000 Wh/kg (ce qui est au-delà des feuilles de route des fabricants de batteries), il faudrait donc entre 150 et 180 tonnes de batteries, ce qui demanderait un avion 3,5 fois plus grand que l'A320", explique Stéphane Cueille.
Autrement dit, il faudrait un avion de la taille d'un A380 pour transporter 200 passagers entre Paris et Toulouse!
Pour Stéphane Cueille, "un avion tout-électrique, ou très fortement hybridé dans l'aviation commerciale, est un objectif de long terme et il ne faut donc pas tabler sur ces technologies pour des solutions en 2030". En clair, les successeurs de l'A320 ou du B737, prévus par les professionnels du secteur à partir de 2030, ne seront pas -sans surprise- électriques. Au mieux, si hybridation il y a, ils auront un apport d'électricité inférieur à 10%. Pour rappel, l'objectif de Safran est d'apporter une réduction de la consommation de carburant de 15% sur les moteurs qui équiperont ces avions.
Au regard de la technologie aujourd'hui, difficile même d'imaginer un avion tout-électrique pour la génération N+2 d'avions moyen-courriers, vers les années 2060. Quant aux long-courriers, personne n'y pense. Aussi, tous les yeux se tournent vers les biocarburants, qui peinent à décoller dans l'aviation. Quinze ans après le vol d'un B747 de Virgin avec un moteur alimenté avec un mélange de biocarburant et de kérosène, ces carburants alternatifs ne représentent qu'une goutte d'eau dans la consommation totale des compagnies aériennes.
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