La propulsion hybride électrique : prochaine grande étape en aviation

La propulsion hybride électrique est une des technologies les plus prometteuses pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) liées à l’aviation.

Les moteurs électriques sont une solution privilégiée pour réduire les émissions de GES liées au transport et lutter contre les changements climatiques. C’est toutefois sous la forme de systèmes hybrides, alliant alimentation électrique et carburant, qu’ils sont sur le point de faire leur entrée dans le domaine de l’aéronautique, car ces moteurs traînent un grand inconvénient : le poids des batteries.

En effet, lorsqu’un avion brûle du carburant, il s’allège au fur et à mesure que celui-ci est consommé, ce qui diminue considérablement la quantité d’énergie nécessaire pour le garder en vol, explique Jean Thomassin, directeur exécutif, Nouveaux Produits et services, chez Pratt & Whitney Canada.

« Avec les moteurs électriques, la batterie, on ne peut pas s’en débarrasser, il faut l’apporter avec nous jusqu’à l’atterrissage », explique-t-il. Et puisque plus on a de poids, plus on a besoin d’énergie pour voler, on aura donc besoin de plus grandes batteries pour compenser… le poids des batteries elles-mêmes!

De la puissance quand on en a besoin

Pour cette raison, les avions complètement électriques sont appelés à jouer un rôle limité pour encore de nombreuses années, explique le directeur. Toutefois, en jumelant des moteurs électriques à ceux à combustion, on se retrouve en quelque sorte avec le meilleur des deux mondes, car on peut diminuer la quantité de carburant consommé par les appareils et ainsi réduire leurs émissions de GES.

« En fait, plus un avion est gros et destiné à faire de longues distances, plus l’électrique sera appelé à jouer un rôle de soutien. Ça ne veut pas dire qu’il n’y a pas de grandes économies à faire avec de gros avions, mais elles représenteront un plus petit pourcentage », souligne Jean Thomassin.

Cette économie vient principalement de l’efficacité des moteurs électriques et de leur capacité à fournir beaucoup de puissance rapidement. Ils peuvent donc fournir de l’énergie d’appoint a des moments précis dans le vol, comme lors des décollages, qui demandent beaucoup de puissance, mais pour un court laps de temps. « Et puisque le décollage ne dure pas longtemps, on n’a pas besoin de beaucoup de batteries », explique-t-il.

Ajouter à la redondance

De plus, les batteries peuvent ensuite être rechargées par le moteur à combustion et ainsi servir à nouveau au cours d’un même vol, permettant ainsi au moteur électrique de jouer d’autres rôles d’appoint. Par exemple, surtout pour de plus petits avions, le moteur électrique peut ajouter de la redondance en cas de panne. « Normalement, on doit prévoir des moteurs plus puissants, et donc plus lourds, au cas où il arriverait quelque chose. Si on a l’aide du moteur électrique pour ces moments-là, on peut potentiellement utiliser un moteur principal plus léger », indique le directeur.

Une économie de poids, qui signifie qu’on aura besoin de moins d’énergie pour voler et donc de moins de carburant, ce qui réduit en retour le poids et ainsi de suite. 

Le Québec à l’avant-plan

La propulsion électrique présente donc un grand potentiel, en particulier pour l’industrie québécoise de l’aéronautique, bien placée pour se démarquer dans ce domaine.

« Un des plus grands défis avec les nouvelles technologies en aviation, c’est le processus de certification, explique Jean Thomassin. Il y a tellement de règles de sécurité, c’est très compliqué. Mais ici, on est choyé parce qu’on a tissé de bons partenariats avec l’État. »

Par ailleurs, la filière aéronautique québécoise est bien implantée dans le secteur des avions propulsés avec des hélices, le type d’appareils qui a le plus à gagner de l’introduction de systèmes de propulsion hybride électrique.

« En fin de compte, le potentiel des moteurs électriques est tout simplement trop bon pour que notre industrie le laisse passer », conclut Jean Thomassin.