Industrie Mag - Le journal de l'industrie.
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L’inquiétude croissante concernant l’augmentation des émissions de dioxyde de carbone (CO2) stimule la demande mondiale de véhicules 100% électriques (VE) et de véhicules électriques hybrides (VEH). L’industrie du transport aérien connaît une évolution similaire et analyse les avantages, en termes de coûts et de performances, des avions à propulsion électrique. Si les coûts des infrastructures du transport aérien peuvent être réduits, le transport aérien pourra être étendu à des zones géographiques éloignées ou mal desservies.
Ampaire (basé à Hawthorne, dans la banlieue de Los Angeles en Californie) s’est engagé à concrétiser cette vision en développant des avions électriques qui soient propres sur le plan environnemental, moins coûteux, sûrs et silencieux. Par rapport aux avions traditionnels à moteur à combustion, Ampaire vise à réduire de 90% les coûts de carburant, de 50% la maintenance et de 66% le bruit au décollage et à l’atterrissage, avec un avion tout-électrique sans émission de gaz d’échappement.
Ampaire développe des avions à propulsion électrique propres, sûrs, silencieux et plus économiques à exploiter.
Le passage à la propulsion électrique pourrait multiplier par 10 les destinations des compagnies aériennes, en passant par exemple de 500 à 5.000 aéroports, rien qu’aux États-Unis. Ainsi, les personnes vivant dans des régions reculées pourront avoir accès beaucoup plus facilement au transport aérien régional, et les compagnies aériennes régionales qui luttent pour atteindre la rentabilité face à des coûts d’exploitation élevés seront bien placées pour prospérer.
Ampaire est actuellement en phase de prototypage et a mis au point une architecture à double source d’énergie, afin d’assurer une redondance pendant les premiers vols d’essai, et aussi d’évaluer et de développer des techniques pour répartir la charge de puissance et de propulsion entre énergie thermique et énergie électrique, en fonction de la charge utile, de la vitesse de croisière et de la route suivie.
Le prototype Ampaire actuel - un Cessna 337 Skymaster modifié - utilise une architecture hybride parallèle en ligne : une hélice entrainée par un moteur à combustion standard est installée à l’arrière de l’avion, et une autre hélice entrainée par un moteur électrique est installée à l’avant. Pendant le vol, la puissance peut être répartie de manière dynamique entre les deux systèmes de propulsion, afin d’optimiser la vitesse, la puissance, la consommation de carburant et le bruit.
La source d’alimentation de l’avion prototype Ampaire est constituée d’un pack de batteries haute- tension délivrant une tension comprise entre 500 V et 738 V. Les systèmes de commande et de surveillance avioniques classiques fonctionnent à partir d’une tension de 28 V, il fallait donc un convertisseur continu-continu capable de fonctionner à partir d’une tension d’entrée évoluant dans une plage assez large, et d’assurer une régulation précise pour produire une tension de sortie de 28 V. Compte tenu de la tension élevée de la batterie, un bon isolement était également nécessaire, et il fallait une puissance allant jusqu’à 500 watts.
L’équipe de conception d’Ampaire a également demandé une taille compacte pour la solution, un rendement élevé, une gestion thermique simple, un prototypage rapide et un délai de production court. L’équipe ne souhaitait pas non plus concevoir ni utiliser de circuits imprimés pour le convertisseur de puissance. Sur la base de ce cahier des charges, l’équipe technique de Vicor a recommandé que la conversion et la régulation de puissance se fassent en deux étapes, afin d’optimiser le rendement et la densité de puissance, et aussi de simplifier la gestion thermique. Un module BCM (Bus Converter Module, ou convertisseur de bus à rapport fixe) serait utilisé pour isoler et abaisser la tension fournie par la batterie haute-tension, et serait suivi d’un second convertisseur continu-continu basse tension, chargé de réguler la sortie du module BCM à 28V.
Ampaire est l’un des leaders du marché de l’aviation électrique, qui est capable de faire voler un avion dont la viabilité commerciale est démontrée. Son prototype doit être testé par la compagnie aérienne Mokulele Airlines, basée à Hawaï, qui espère utiliser des avions nouvelle génération Ampaire, quand ceux-ci seront commercialisés, pour des vols court-courriers entre les îles hawaïennes. Le futur avion produit par Ampaire devrait pouvoir transporter entre neuf et dix-neuf passagers et parcourir la distance de 90 miles (environ 150 km) séparant Honolulu de Kahului.
