Les moteurs électriques sont écologiques, efficaces et fiables. Cependant, même les batteries les plus avancées restent trop lourdes pour propulser des avions de ligne. Les experts misent sur les solutions hybrides.
Un jour, les voitures électriques à énergie verte remplaceront les modèles énergivores et polluants d'aujourd'hui, responsables d'émissions massives de CO2. Ces alternatives propres deviennent accessibles, et certains pays interdisent déjà progressivement les moteurs thermiques.
La NASA développe une batterie rivalisant avec l'énergie du kérosène.
L'aviation fait face à un avenir plus compliqué. Le trafic aérien représente 2 à 3 % des émissions mondiales de CO2 d'origine humaine, un chiffre en hausse de 7 % par an. L'Accord de Paris n'impose pas de limites strictes, et les gains d'efficacité carburant ne compensent pas la croissance. Le vol durable reste un défi majeur.
Des progrès émergent : la Commission européenne vise une réduction de 75 % des émissions de CO2 et de 65 % du bruit pour les avions produits d'ici 2050, par rapport aux modèles Airbus et Boeing de 2000. L'OACI exige la stabilisation des émissions nettes après 2027. Reste la question clé : comment y parvenir ?
L'avion électrique s'impose comme solution prometteuse. Des entreprises produisent déjà des monoplaces et biplaces électriques. Le principal frein ? Le poids des batteries. Même les lithium-ion les plus performantes offrent soixante fois moins d'énergie par kilo que le kérosène. Un moteur électrique, trois fois plus efficace qu'un turbofan, nécessite encore vingt kilos de batteries pour égaler un kilo de carburant.
Le poids est critique en aéronautique. Les batteries doivent multiplier par vingt leur densité énergétique – un défi chimique colossal.
Joris Melkert, maître de conférences en ingénierie aérospatiale à l'Université de Delft, pointe un autre obstacle pour les gros porteurs : les hautes tensions (kilovolts) génèrent des interférences électromagnétiques avec les systèmes de navigation. La solution reste à trouver.
Les avions électriques seront aussi plus lents, limités aux hélices. « Chauffer un gaz par électricité est inefficace », explique Melkert. Les hélices progressent, mais ne rivalisent pas avec les turboréacteurs.
Malgré les barrières, les pionniers investissent massivement dans le vol électrique basse tension. L'Alpha Electro de Pipistrel (avec Siemens) est un biplace pionnier : 50 kW de moteur, batteries de 126 kWh, 194 km/h max, 1 heure de vol, 1 heure de recharge.
Siemens a équipé l'Extra 330LE d'un moteur de 50 kg délivrant 260 kW continus, établissant un record de 340 km/h en 2017.
Le Solar Impulse 2, solaire et électrique, a bouclé un tour du monde en 2016 à 50 km/h, avec 17 000 cellules solaires et 25 % de son poids en batteries.
Dans un hybride, les batteries boostent la poussée au décollage.
Ces prototypes soulignent les compromis : légèreté extrême, basses vitesses, courtes distances. Les avancées batteries sont attendues.
Ces appareils testent l'intégration électrique : matériaux composites carbone, etc. Le X-57 Maxwell de la NASA distribue douze petits moteurs sur les ailes pour la portance basse vitesse (batterie de 375 kg), puis deux grandes hélices en croisière, réduisant la traînée.
La NASA explore les batteries lithium-air, pompant l'oxygène ambiant pour une densité proche du kérosène. « Avec un moteur électrique, cela égalerait le kérosène par kilo », estime Venkat Viswanathan.
Airbus a testé l'E-Fan, traversant la Manche à 220 km/h, mais a abandonné l'électrique pur en 2017 pour se tourner vers l'hybride.
Comme l'automobile (Prius de Toyota depuis 1997), l'hybride aérien optimise : petit moteur thermique efficace en croisière, batteries pour pics de puissance.
Zunum Aero (soutenu par Boeing et JetBlue) vise un prototype en 2020 pour 10-50 passagers sur 1 000 km : -80 % CO2, coûts bas, silence.
Stratégie agnostique sur les batteries pour upgrades faciles. Melkert prédit un prototype moyen hybride dans 10 ans, production plus tard. Boeing et Airbus priorisent les commandes actuelles sans électrique.
