L'industrie du transport aérien a connu de nombreux changements au cours des 30 dernières années, tels que l'augmentation du marché, la part des transporteurs à bas prix (LCC), l'augmentation exponentielle du nombre de passagers et l'allongement des distances parcourues, etc. Une nouvelle vague de transition technologique s'étant propagée, les 30 prochaines années devraient être plus imprévisibles. L'industrie aérospatiale doit relever le défi de concevoir un avion qui réponde aux critères de performance et d'efficacité. Le secteur mondial de l'aviation ne représente que 2 % des émissions de gaz à effet de serre ayant un impact sur l'environnement. Néanmoins, les préoccupations environnementales sont de plus en plus nombreuses. Le premier facteur à l'origine de cette situation est le nombre croissant d'avions propulsés par des combustibles fossiles qui prennent l'air. Ainsi, pour surmonter ces problèmes, les entreprises aérospatiales développent des sources d'énergie alternatives pour les avions - des avions à propulsion électrique, hybride et électrique à l'hydrogène.

Selon le rapport de recherche de Markets and Markets, le marché mondial de l'électrification des avions devrait atteindre 3,4 milliards de dollars en 2022 et 8,6 milliards de dollars en 2030, à un taux cumulé de 12,2 % entre 2022 et 2030. Les émissions importantes de carbone et l'augmentation du bruit des avions sont les principaux facteurs qui affecteront ce marché dans les années à venir.

Qu'est-ce qu'un avion hybride électrique ?

Un avion dont le système d'alimentation primaire est partiellement ou totalement électrifié est un avion électrique hybride. L'énergie primaire produite par les moteurs à réaction est ce qui propulse l'avion.

Comment l'énergie est-elle produite dans les avions électriques hybrides ?

Les turbines à gaz produisent de l'énergie électrique à bord de l'avion, par l'intermédiaire d'un système de distribution de l'impact du sous-système d'entraînement électrique. Ces systèmes sont incorporés dans des sous-systèmes de propulsion distribués, qui propulsent l'avion.

Propulsion électrique hybride

Dans un système de propulsion hybride-électrique, deux ou plusieurs sources d'énergie de configurations différentes sont combinées pour améliorer les performances de l'ensemble du système. Les configurations les plus utilisées pour les aéronefs à carburant et à batterie sont les architectures en série, en parallèle et en série-parallèle.

1. Architecture de la série

Dans ce type de configuration, l'hélice est entraînée par un moteur électrique. L'énergie générée par le moteur après combustion du carburant fossile est convertie en énergie électrique par l'intermédiaire d'un générateur. Cette énergie électrique peut être utilisée pour alimenter directement le moteur ou être stockée dans une batterie.

2. Architecture parallèle

Dans ce type de configuration, le moteur à combustion interne et le moteur électrique sont tous deux reliés mécaniquement à l'hélice, de sorte qu'ils peuvent contribuer à la propulsion simultanément ou individuellement.

3. Configuration série - parallèle

Cette configuration est un mélange d'architecture en série et en parallèle. La configuration série-parallèle est la configuration la plus avancée de l'avion hybride-électrique.

Le marché mondial des avions électriques et hybrides a également été segmenté par type, type de batterie, technologie de sustentation, type de propulsion, type de masse maximale au décollage, autonomie, mode de fonctionnement et utilisation.

Segmentation du marché

• Type : Taxis aériens, drones de livraison, etc.
• Batterie : Batteries au lithium-ion, batteries à l'état solide et piles à hydrogène
• Technologie des ascenseurs : Multirotor, poussée vectorielle, croisière Lift Plus, et al.
• Propulsion : Entièrement électrique, hybride et électrique à hydrogène
• MTOW (Maximum Take-off weight): <250 kilogram, 250–500 kilogram, 500–1,500 kilogram, and >1,500 kilogram
• Portée : 0-200 kilomètres et 200-500 kilomètres
• Mode de fonctionnement : Piloté et optionnellement piloté
• En fonction de l'utilisation : Aviation commerciale (avions à fuselage étroit, avions à fuselage large, avions régionaux), aviation militaire (avions de chasse, avions multi-missions, avions sans pilote), aviation d'affaires et générale (avions légers, avions d'affaires, hélicoptères, avions de transport de passagers).

Les avions électriques et hybrides, qui utilisent un mélange de batteries et d'énergie traditionnelle, nous donnent un grand avantage sur les avions à réaction traditionnels et les avions à hélice à injection de carburant. Ces avions électriques et hybrides sont beaucoup plus silencieux, ce qui est bénéfique pour l'environnement, tout en générant des émissions négligeables de gaz nocifs.

Comme ces avions sont entièrement contrôlés par ordinateur et que leurs hélices sont entraînées par un moteur électrique, les vols seront plus doux et plus agréables. Comme nous savons tous que les moteurs électriques coûtent moins cher à faire fonctionner et à entretenir que les moteurs à carburant, ces avions permettent aux compagnies aériennes de réduire leurs coûts d'exploitation et d'entretien, et donc de proposer des tarifs plus avantageux aux passagers.

Les conditions atmosphériques de la Terre changent, nous devons donc trouver des alternatives plus écologiques comme source d'énergie pour l'industrie aéronautique afin de réduire la pollution de l'air et la pollution sonore.

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SOURCES

Image 1 : Airbus et RollsRoyce mettent au point l'avion hybride-électrique E-Fan X

Image 2 : Système de propulsion hybride distribué

Image 3 : Système de propulsion hybride-électrique

Figure 1 : Configuration de la série

Figure 2 : Configuration parallèle

Figure 3 : Configuration série-parallèle