Le 22 janvier, Boeing faisait décoller pour la première fois le véhicule aérien électrique de son programme de mobilité urbaine NeXt. En faisant appel à sa filiale Aurora Flight pour développer cet Appareil à Décollage et Atterrissage Vertical (ADAV), l’avionneur souhaite avant tout montrer qu’il a bien mesuré le potentiel du marché porté par ce genre d’aéronefs. Ses dirigeants devront toutefois s’assurer de rattraper le retard face à des concurrents dont les ADAV volent déjà depuis plusieurs mois. En réalisant une revue technique des différents projets en cours, nous avons souhaité mesurer leur potentiel commercial.

Après la voiture, l’aviation à la demande

En dépit de l’enthousiasme qu’elle a suscité au cinéma comme dans la vraie vie, la voiture volante fait aujourd’hui partie de ces objets de fascination populaire qui resteront cantonnés au monde de la fiction. Mais que dira-t-on dans vingt ans des véhicules de transport urbain électriques que les industriels prennent très au sérieux ? Airbus, Boeing et Embraer ne cachent plus leur ambition de révolutionner nos modes de déplacement dans les grandes villes en offrant une alternative au transport routier déjà bien saturé.

Pour mener cette révolution, l’adoption de véhicules électriques à décollage et atterrissage verticaux s’impose. Dotés de multiples moteurs, ces aéronefs devront respecter un certain niveau de sobriété pour pouvoir s’intégrer en toute harmonie dans le paysage urbain. Les infrastructures qui leur seront dédiées, les « vertiports », s’avèreraient moins complexes et couteuses que celles destinées au transport ferroviaire ou routier. Un argument avancé par Uber et qui s’ajoute à la liste des avantages techniques dont disposeraient les ADAV pour devenir à terme plus abordables que les moyens de transport terrestres.

Il faut dire que le géant américain du transport à la demande se voit déjà comme un pionnier de la prochaine révolution de la mobilité urbaine. Depuis 2017, l’entreprise organise chaque année le Uber Elevate Summit, une manifestation qui rassemble penseurs, industriels et investisseurs autour du thème de « l’aviation à la demande ». Les enjeux de la filière sont largement évoqués et mis en perspective avec l’état actuel de la technologie du vol vertical : dans un monde où les habitants des grandes villes perdent des centaines d’heures par an dans les embouteillages, quel avenir peut-on prédire à un réseau de transport aérien urbain ?

Un marché prometteur mais semé d’embûches

Dans les résultats d’une étude publiée en novembre 2018, la NASA estime que la valeur du marché de la mobilité urbaine aérienne pourrait atteindre 500 milliards de dollars par an à l’échelle des Etats-Unis. A titre de comparaison, le transport aérien régional dans le pays représente annuellement 150 milliards de dollars. L’agence insiste toutefois sur l’existence de trois obstacles majeurs qui rendraient difficile la captation d’un tel potentiel : la réglementation, l’acceptation sociétale et la technologie. En incluant ces paramètres dans les variables de l’étude, les chercheurs ont estimé qu’environ 2,5 milliards de dollars par an pourraient être dégagés par le marché dans un avenir proche.

Ces barrières n’ont pas de quoi décourager les entreprises investies dans le développement d’ADAV. En plus des avionneurs historiques comme Airbus ou Boeing, un certain nombre de start-ups prometteuses se sont également lancées dans l’aventure du vol vertical électrique. Alors que les avions de lignes présentent tous la même configuration aile-fuselage depuis la genèse du moteur à réaction, il est intéressant de constater que chacun des projets d’ADAV est le fruit d’une nouvelle formule technique. Du placement des moteurs à la géométrie des surfaces portantes, étudier ces configurations de plus près apporte des éléments de réponse quant à la faisabilité du concept.

Le dilemme de la simplicité

A travers les époques, l’histoire aéronautique a su enseigner aux ingénieurs que la simplicité technique est le meilleur gage de succès. Une leçon que les dirigeants de la start-up américano néo-zélandaise Kittyhawk ont bien pris en compte : leur ADAV, qui porte le nom de Cora, est basé sur un avion à configuration classique – ailes, fuselage et empennages-. Pour rendre le vol vertical possible, de simples moteurs électriques ont été ajoutés sur les ailes. Lorsque l’avion souhaite avancer, ceux-ci s’éteignent et se mettent en ligne de vol. Une solution qui s’avère simple et efficace : Cora pourrait emporter deux passagers sur 100 km.

Toujours dans le registre de la simplicité, l’ADAV du projet NeXt de Boeing fait figure de bon élève. Les concepteurs de l’appareil ont souhaité garder une configuration relativement simple, formée par un croisement entre les avions canards et les avions classiques. Pour les manœuvres verticales, une série de moteurs électriques ont été implantés sur des poutres dédiées qui impactent l’esthétique mais qui font également offices d’atterrisseurs. Tout comme Cora, cet appareil dispose d’ailes, qui le rendent plus sûr, car capable de planer en cas de défaillance des moteurs.

Sur le plan exotique, la formule validée par Volocopter a abandonné les ailes au profit d’une configuration de type hélicoptère, où le rotor principal a laissé place à 18 moteurs électriques. Pour défendre ce choix, les équipes du projet avancent l’argument de la redondance en cas de défaillance d’un moteur et celui de la simplicité de pilotage – l’appareil ne se pilote qu’avec un simple joystick -. L’efficacité aérodynamique n’est cependant pas son point fort : avec deux personnes à bord, Volocopter ne parcourrait que 27 km.

Rechercher la performance, mais à quel prix ?

Airbus, qui croit fermement à l’avènement d’une ère du transport aérien urbain, a fondé une unité dédiée au développement d’aéronefs de transport urbain. Ses équipes techniques étudient Vahana, un ADAV dont les ailes équipées de moteurs électriques peuvent effectuer une rotation dans la direction de vol souhaitée – verticale ou horizontale -. Cette solution constitue un excellent choix technique si les performances sont à tout prix recherchées, mais elles présentent une source de complexité technique qui pourrait s’avérer dangereuse dans un programme de certification.

Fondée à Munich par une équipe d’entrepreneurs ambitieux, Lilium est à n’en pas douter l’entreprise qui développe l’ADAV le plus complexe
techniquement. Avec ses groupes moteurs rotatifs disposés sur la partie arrière de l’aile, l’aéronef est sensé mettre en application la technologie de la propulsion distribuée pour aboutir à des performances inégalables. Si le pari est réussi, les utilisateurs pourraient bénéficier d’un engin capable de voler à 300 km/h sur 300 km.

Au-delà des différents potentiels techniques et commerciaux exposés, rappelons que les avionneurs devront à la fois séduire les futurs utilisateurs et rassurer les autorités quant à la fiabilité de leur solution. Avant même d’évoquer la certification par les autorités aériennes, il convient de replacer les projets d’aviation à la demande dans le contexte d’une société qui peine à se séparer de la voiture, malgré une situation écologique devenue alarmante. Quand Uber estime que le prix d’acquisition final d’un ADAV avoisinerait le million d’euros, on imagine difficilement voir évoluer ce genre d’appareils au-dessus de nos têtes dans un futur proche.

Loïck LAROCHE-JOUBERT