L’idée parait très alléchante : et si demain, au lieu de faire nos déplacements par la route, nous utilisions tous la voie des airs ? Ceux à qui on avait promis la voiture volante pour l’an 2000 dirons que cela n’est que fantaisie. Mais des géants mondiaux du transport comme Airbus ou Uber veulent nous inciter à croire que cette vision n’est peut-être pas si loin de la réalité. Ces dernières années, les annonces de projets d’aéronefs légers pour le transport urbain se sont fait nombreuses. Une multitude d’entreprises, jeunes ou issues de grands groupes, voient en ce nouveau mode de transport un potentiel immense. Comment les ambitions commerciales de ces sociétés se confrontent-t-elles aujourd’hui à la réalité technique de tels concepts ? Revue des projets en cours et éléments de réponse.
L’ère de l’électrique comme catalyseur
Lorsque, au début du siècle dernier, les fabricants automobiles délaissèrent les moteurs électriques au profit de leurs équivalents thermiques, peu imaginaient la révolution que causerait le retour de ce mode de propulsion a l’aube du XXIe siècle. Si les voitures à essence remplissent encore majoritairement nos routes, les chiffres actuels portent à croire que les véhicules dopés aux kilovolts pourraient peser sérieusement sur le marché automobile d’ici dix ans. Ainsi, le parc mondial de voitures électriques a plus que quadruplé ces quatre dernières années, passant de 715 000 unités en 2014 a 3 100 000 unités en 2017. De son côté, le transport aérien n’est évidemment pas en reste : la génération d’aéronefs électriques développés pour bouleverser les codes de la mobilité urbaine l’atteste.
A quoi ressemblent ces fameux appareils électriques volants ? Sans doute avez-vous déjà aperçu leur silhouette peu commune, chapeautée par un assemblage d’hélices, à la façon des drones. Certains ont des lignes plus conventionnelles et profitent d’une configuration hybride, à la croisée entre l’avion et l’hélicoptère. Mais au delà de leur apparence physique, tous partagent une caractéristique commune : la capacité à décoller et atterrir verticalement grâce a l’énergie électrique. Car sans les moteurs électriques, ces aéronefs que l’on dénomme ADAV – Aéronef à Décollage et Atterrissage Vertical –, n’auraient sans doute jamais vu le jour : il n’est pas un moyen de propulsion qui soit aussi compact et silencieux pour un usage urbain.
Avec sa multitude d’hélices, le Whisper illustre parfaitement le genre de configuration reprise par la plupart des ADAV électriques (Whisper EAC).
Airbus a sans doute été parmi les plus rapides à saisir cet avantage et a su le transformer en potentiel commercial. L’avionneur européen entend ainsi approcher le marché de la mobilité urbaine aérienne par plusieurs voies. La plus prometteuses d’entre elles porte le nom de CityAirbus et est incarnée par un quadricoptère électrique de plus de deux tonnes, conçu pour emporter quatre passagers pour des trajets de 15 a 30 minutes. Malgré l’ambition d’un premier vol autonome prévu pour fin 2018, les ingénieurs d’Airbus doivent affronter des difficultés liées à un mode de transport entièrement nouveau. Le directeur de la mobilité urbaine chez Airbus, Marius Bebesel, affirme que les équipes techniques apprennent encore beaucoup sur le sujet : « les moteurs initialement choisis sont surdimensionnés, à l’image de nombreux systèmes a bord. La marge pour l’optimisation est encore large ».
Ce qu’en disent les laboratoires de recherche
La mobilité urbaine aérienne, par les bouleversements technologiques et sociétaux qu’elle engendrera, doit donc faire l’objet d’études scientifiques sérieuses. Les défis techniques qu’il reste à accomplir pour rendre ce nouveau mode de transport sûr et propre sont nombreux. A titre d’exemple, la problématique des nuisances sonores générées par les hélices pendant les survols urbains : comment fixer un seuil de bruit acceptable ? Comment rendre les hélices moins bruyantes ? Au-delà des questions techniques, de véritables enjeux qui se heurtent à des aspects réglementaires.
C’est donc pour contribuer à faire avancer le sujet de l’intégration des ADAV que des laboratoires de recherche aérospatiale ont déjà fait un pas dans le domaine. En France, l’ONERA s’est penché sur le thème depuis plusieurs années. A l’occasion d’une entrevue réalisée en 2016 par AeroMorning, Jean HERMETZ, ingénieur chercheur du laboratoire nous confiait déjà : « une des idées que l’on se fait à l’ONERA du transport aérien dans les années à venir est celle d’un transport axé sur le déplacement à la demande, avec des trajets courts et rapides. Au même titre que l’automobile, l’avion serait un moyen de transport plus conventionnel et plus accessible ». Une vision qui s’est d’ailleurs concrétisée par le développement d’Ampère, un aéronef électrique autonome destiné au transport de quatre personnes sur des courtes distances. Des avancées significatives ont été réalisées à travers ce projet, notamment au niveau de la propulsion électrique. Le laboratoire de recherche aérospatiale français dispose ainsi de données et de compétences qui permettront aux industriels et autorités de mieux préparer l’arrivée du transport aérien urbain en France.
Outre-Atlantique, la NASA a récemment animé la chronique en dévoilant une ambitieuse étude de concepts d’ADAV. En développant trois types d’appareils, le laboratoire états-uniens mène des recherches poussées pour explorer leurs performances, notamment en matière d’électrique. Et comme c’est coutumier à la NASA, les moyens mis à disposition des chercheurs sont élevés : le plus petit ADAV est un quadricoptère monoplace, le second est un hybride de six places et le troisième est conçu pour transporter jusqu’à 15 passagers. Les premiers résultats des recherches démontrent que la densité énergétique actuelle des batteries rend la masse des aéronefs très sensible à l’augmentation de l’autonomie. Augmenter l’autonomie de 185 km engendrerait ainsi une augmentation de la masse à vide de l’ADAV six places de 50%. Le passage par une solution intermédiaire comme l’hybride n’apparaît donc pas comme une solution irréaliste, du moins en attendant que les batteries fassent des avancées significatives en matière de capacité.
Les trois ADAV étudiés par la NASA donnent un aperçu assez complet des solutions techniques prédisposées à révolutionner la mobilité urbaine (NASA).
Des ambitions commerciales à court terme ?
Outre Airbus et son projet de transporteur urbain électrique, de jeunes entreprises se sont lancées dans l’aventure de l’ADAV. En Allemagne, l’une d’entre elles a de quoi inquiéter ses concurrentes : créée en 2015 par quatre entrepreneurs, Lilium Aero développe un appareil de cinq places qui sera capable de sillonner les ciels urbains à 300 km/h. Le premier vol du prototype s’est tenu l’année dernière et a été suivi par une levée de fond de 80 millions d’euros.
Toujours en Allemagne, l’entreprise Volocopter fait voler depuis 2013 son ADAV biplace propulsé par 21 moteurs électriques. Si les performances de l’appareil sont moins sensationnelles que celles prévues par Lilium, on peut reconnaître en Volocopter la capacité d’avoir misé sur des technologies plus conventionnelles et donc plus rapidement certifiables. Les créateurs du projet peuvent se targuer d’avoir séduit les autorités des Emirats Arabes Unis, qui ont accordé à Volocopter le droit de réaliser des vols d’essais autonomes à Dubai. La ville entend rapidement développer le partenariat et ambitionne de devenir un précurseur en matière de mobilité urbaine aérienne. Signe que le nouveau mode de transport a le potentiel d’intéresser des institutions gouvernementales …
Le projet Volocopter a pris une avance considérable face à ses concurrents en faisant voler un prototype à Dubai. Plus qu’une simple démonstration, ce vol est le début d’une longue collaboration qui fera peut-être de la métropole un haut-lieu du transport urbain aérien (Volocopter).
Enfin, la réflexion serait incomplète si Uber n’était cité. L’entreprise qui a réussi à imposer son modèle de transport à la demande aux quatre coins du monde a les dents bien longues concernant la mobilité aérienne. A travers sa filiale Uber Elevate, elle communique sur sa vision future du transport à la demande par les airs et affirme qu’à long terme, voyager à bord d’ADAV sera plus abordable qu’à bord de véhicules terrestres. C’est toutefois avec une touche de prudence et de raison qu’elle l’affirme : de nombreuses problématiques font encore barrières. La réglementation aérienne apparaît clairement comme le plus gros des obstacles. Aux Etats-Unis, les autorités semblent assez ouvertes et ne verraient pas d’inconvénients à accorder dans un avenir proche des premiers essais hors agglomération aux projets d’ADAV. Sur le vieux continent en revanche, aucune autorité n’a pour le moment signifié de l’intérêt pour l’intégration de véhicules aériens – autonomes ou non – dans les ciels des grandes villes. Et pour cause, les innombrables problématiques en matière de gestion du trafic et d’assimilation dans le paysage citadin. Mais c’est sans compter sur la vitesse infernale à laquelle évolue notre société …
Loïck Laroche-Joubert, à Cranfield pour AeroMorning