Cryogénie et supraconductivité : Airbus veut révolutionner la propulsion électrique de ses futurs avions

© Airbus

Airbus va développer un démonstrateur, baptisé « ASCEND », fondé sur des technologies électriques dites « froides » afin d'améliorer la propulsion de ses futurs aéronefs à faibles émissions.

C'est un ambitieux projet au potentiel scientifique très important que vient de lancer le géant de l'aéronautique européen. Sous la houlette de sa filiale consacrée aux technologies de demain, Airbus UpNext, le groupe a lancé le projet de démonstrateur « ASCEND », pour Advanced Superconducting & Cryogenic Experimental powertraiN Demonstrator. Le but de la manœuvre est d'explorer le potentiel des températures cryogéniques avec des matériaux supraconducteurs, pour grandement améliorer les performances du système de propulsion électrique, et de tendre vers le vol à faibles émissions, voire à zéro.

Marier les technologies supraconductrices et cryogéniques

Airbus a compris que l'extension de la propulsion électrique à de plus gros porteurs, qui constitue LE défi de l'aviation sur ces prochaines années, repose essentiellement sur le rapport puissance/poids. En l'état actuel des choses, les systèmes électriques du moment n'apportent pas suffisamment de puissance par rapport au poids supplémentaire qu'ils font peser sur l'avion.

Et les technologies supraconductrices à haute température apparaissent comme un début de solution, puisqu'elles augmentent la densité de puissance dans la propulsion, en réduisant la masse du système de distribution. En d'autres termes : le courant électrique peut fournir de l'énergie sans en perdre au passage. Mais les technologies supraconductrices, seules, ne suffisent pas non plus.

Le projet sur trois ans ASCEND va permettre à Airbus d'aller encore plus loin. Le démonstrateur au sol doit en effet montrer que les systèmes électriques dotés de technologies supraconductrices, cette fois couplées à de l'hydrogène liquide (H2) à des températures cryogéniques (-253 °C), peuvent permettre de refroidir suffisamment les systèmes pour augmenter de façon significative les performances de tout le système de propulsion électrique.

Sur cette infographie, Airbus nous montre comment associer les technologies cryogéniques et supraconductrices (© Airbus)

Un projet sur le chemin de la performance et de la décarbonisation

Aujourd'hui, Airbus estime qu'un système de propulsion électrique (ou hybride électrique) complété par des technologies cryogéniques et supraconductrices peut être 2 à 3 fois plus léger qu'un système conventionnel. Ce qui, ici, offrirait un bien meilleur rapport puissance/poids tant recherché, avec « une limite de 30 kW/kg dans l'électronique de puissance, sans compromettre le rendement du groupe motopropulseur de 97 % » avance le constructeur.

Airbus mise sur des résultats qui entraîneraient une réduction du poids des composants et des pertes électroniques au moins de moitié. « L'intégration de ces composants ne sera pas seulement une première mondiale, mais également une étape essentielle vers les futurs tests à grande échelle et les démonstrateurs volants » a commenté Ludovic Ybanez, responsable du démonstrateur ASCEND.

ASCEND sera conçu et construit par Airbus au cours des trois prochaines années, en gardant comme objectif de pouvoir adapter ce système à ses turbopropulseurs, aux turbosoufflantes et aux propulseurs hybrides. L'avionneur espère tester et évaluer la technologie avant la fin de l'année 2023, et ainsi dessiner l'architecture de système de propulsion de demain, nécessaire aux futurs avions qui devront servir à leur tour l'objectif de la décarbonisation du secteur.

Source : communiqué de presse

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