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L'avion russe doté d'un moteur électrique supraconducteur devrait être présenté au public cet été

08 avril 2021 à 09h47
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CIAM Yak-40
Essai au sol du moteur électrique supraconducteur, installé dans le nez d'un Yak-40. Crédits : CIAM

Les autorités russes ont récemment affirmé que le premier avion national équipé d’un moteur électrique supraconducteur sera présenté au public lors du salon aéronautique MAKS 2021, qui se tiendra en juillet à Moscou. Si ce programme reste encore bien mystérieux, la Russie semble vouloir développer ses futurs avions « verts » en s’appuyant sur son avance théorique en matière de supraconductivité et de technologies cryogéniques.

Mais la concurrence, notamment chez Airbus, souhaite également maîtriser rapidement ces technologies prometteuses.

Un démonstrateur révolutionnaire

À l’automne dernier, l’Institut central de motorisation aéronautique (CIAM) basé à Moscou avait dévoilé un nouveau démonstrateur de moteur électrique lourd. Installé dans le nez d’un avion Yak-40, modifié en banc d’essai, ce moteur à hélice est destiné à équiper de futurs avions régionaux de 9 à 18 places.

Développé par le spécialiste en matériaux SuperOx, ce nouveau moteur de 500 kW s’appuierait sur des technologies particulièrement innovantes, exploitant des matériaux supraconducteurs à haute température. Les matériaux supraconducteurs ont la particularité de ne présenter aucune résistance électrique (ou très peu), permettant de transporter de l’électricité sans déperdition énergétique.

Yak-40 moteur électrique cryogénique supraconducteur © CIAM
Il est encore difficile de savoir où et comment, exactement, les technologies supraconductrices et cryogéniques sont intégrées dans ce nouveau moteur. Crédits : CIAM

En théorie, un moteur électrique supraconducteur pourrait voir ses pertes électriques divisées de moitié, permettant d’exploiter au mieux la densité énergétique embarquée à bord des batteries ou des piles à combustible, selon le mode de propulsion choisi. Mieux encore, la tension électrique pourrait être baissée bien en dessous des 500 volts. Enfin, la masse des composants, notamment des câbles électriques, pourrait être grandement abaissée, améliorant d’autant la charge utile de l’avion.

Reste, toutefois, à évaluer la nature exacte des ruptures technologiques implantées par SuperOx sur ce nouveau moteur. A priori, ce dernier ferait appel à des supraconducteurs à haute température, autrement dit opérant au-dessus de 30 K, soit -243°C tout de même, nécessitant donc un système de refroidissement complexe. Il convient également de déterminer l’ampleur de leur utilisation à bord de ce moteur et dans les systèmes en amont, notamment dans les câblages vers les batteries et/ou générateurs.

Quelle place pour les moteurs aéronautiques supraconducteurs ?

Le premier vol du Yak-40 modifié devrait intervenir rapidement, l’ensemble ayant déjà été testé abondamment au sol. A priori, l’approvisionnement du moteur en énergie ne se fera pas par le biais de batteries, mais via une génératrice à gaz installée à la place d’un des trois réacteurs du Yak-40.

Pour l’instant, les déclarations concernant une présentation à MAKS 2021 sont donc encore floues. S’agira-t-il de présenter en vol le moteur à bord du Yak-40 ? Ou bien est-ce que les autorités russes comptent dévoiler le design d’un avion 100 % électrique propulsé par ce nouveau moteur, ou l’un de ses dérivés ? La Russie étant particulièrement en avance en matière de moteurs supraconducteurs et cryogéniques, cette possibilité ne doit pas être écartée.

À terme, toutefois, le ministre russe du Commerce et de l’industrie, Denis Doutov, évoque le fait que « l’utilisation de technologies hybrides dans l’aéronautique réduira de 70 % la consommation de carburant ». La supraconductivité serait alors utilisée pour optimiser (très largement) les performances des moteurs hybrides utilisant des carburants traditionnels. Un choix qui diverge de celui adopté par Airbus dans le cadre de son projet ASCEND, qui vise à développer un moteur supraconducteur cryogénique exploitant les très basses températures imposées par le choix d’une propulsion hydrogène. Affaire à suivre donc.

Source : RT

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iksarfighter
Quel est le rendement mécanique d’un moteur moyen de voiture électrique ?
ultrabill
Environ 90%. Contre 30 à 40% pour un moteur thermique.
iksarfighter
Merci, intérêt moyen donc d’utiliser des supraconducteurs.
ultrabill
Voire aucun intérêt si la puissance nécessaire au refroidissement est supérieure au gain apporté par la supraconductivité .
philouze
on ne gagne probablement pas grand chose sur le rendement unitaire du moteur OU de l’électronique de puissance OU les pertes de charge dans les câbles .<br /> le but est de dropper les aimants, de repasser en asynchrone, tout en virant le bobinage cuivre pour les supraconducteurs, et d’étendre ça à l’électronique de puissance, voir à la câblerie allant jusqu’aux batteries.<br /> ça permet de gagner sur la masse de manière énorme, tout en ayant une augmentation cumulée de peut être 10 points sur la chaîne complète.<br /> 500 kW à 500v, il faut normalement une énorme section de cuivre ou pas mal de pertes par effet joules
ricozed
Je trouve fascinant la débauche d’énergie pour maintenir un conducteur ‹&nbsp;supraconducteur&nbsp;› un afin d’éviter une perte d’énergie lors de la conduction.<br /> d’autant qu’il s’agit là de maintenir à très haute température… le gain en vaut-il la peine?<br /> Je trouve plus naturelle la proposition d’Airbus qui se sert du froid de l’hydrogène liquide dans son moteur supraconducteur cryogénique.<br /> (ou dans un autre domaine, Tesla qui préfère récupérer les pertes thermiques des moteurs et batterie via des pompes à chaleur pour chauffer l’habitacle).
notolik
ricozed:<br /> d’autant qu’il s’agit là de maintenir à très haute température<br /> Non, c’est à très basse température…<br /> ricozed:<br /> Je trouve fascinant la débauche d’énergie pour maintenir un conducteur ‹ supraconducteur ›<br /> D’autant que l’électricité est fournie par un générateur thermique (gaz) dont le rendement est lui-même pas top.<br /> Mis bout à bout, pas sûr que ce soit une si bonne idée…<br /> Non, les russes devraient rester dans leurs domaines de prédilection : les armes, le poison, l’espionnage, le soutien aux dictatures, …
philouze
AMHO ça va dans tous les cas se terminer comme ça : on récupèrera l’énergie de l’H2, y compris sur le modèle russe, c’est juste que triballer de l’hélium liquide c’est moins dangereux que de faire les expériences avec un gaz inflammable et explosif
philouze
"D’autant que l’électricité est fournie par un générateur thermique (gaz) dont le rendement est lui-même pas top.<br /> Mis bout à bout, pas sûr que ce soit une si bonne idée…"<br /> C’est un banc d’essai volant destiné pour l’instant à optimiser le dernier maillon de la chaîne : la conversion de puissance et le moteur.<br /> Mais il est précisé et évident qu’à terme la source est soit de la batterie, soit de la pile à combustible (et donc de l’H2 liquide a foison)
merotic
Une bonne nouvelle tout ça. Si enfin tout le monde se lance dans les moteurs électriques alors on aura une avancée rapide dans ce domaine.<br /> Pour machin qui joue le «&nbsp;SJW&nbsp;»:<br /> «&nbsp;Non, les russes devraient rester dans leurs domaines de prédilection : les armes, le poison, l’espionnage, le soutien aux dictatures&nbsp;»:<br /> Bah ça s’appelle la France ça !<br /> Armes = nous sommes de gros vendeurs, poison : pratique très française sous l’ancien régime; espionnage: rainbow warrior; soutien aux dictatures: Kadhafi soutenu par Sarkozi dès 2007…le régime Tunisien avant 2011, le régime algérien etc.
YSmaldore
«&nbsp;ça permet de gagner sur la masse de manière énorme, tout en ayant une augmentation cumulée de peut être 10 points sur la chaîne complète.&nbsp;»<br /> C’est exactement ça. En tous cas c’est ce que je comprend des communications lacunaires et parfois contradictoires du ministère des transports russes. Dans un premier temps, l’idée est d’obtenir un gain de masse, et d’éviter effectivement les déperditions d’énergie.<br /> Reste à voir s’ils veulent coupler ça à des batteries, de l’hydrogène liquide, sur des petits ou des gros avions, etc.<br /> Ils ont une bonne expertise en systèmes cryogéniques et en supraconducteurs. Reste à voir quelle direction ils vont prendre. Et je pense sincèrement qu’ils n’ont pas encore pris de décision stratégique. Ils vont sans doute attendre de voir comment les choses évoluent ailleurs dans le monde. Parce que si l’avion à hydrogène d’Airbus se casse la gueule, rien ne sert d’investir massivement dans les infrastructures liées.
KIKE666
notolik:<br /> Non, les russes devraient rester dans leurs domaines de prédilection : les armes, le poison, l’espionnage, le soutien aux dictatures, …<br /> merotic:<br /> Bah ça s’appelle la France ça !<br /> Armes = nous sommes de gros vendeurs, poison : pratique très française sous l’ancien régime; espionnage: rainbow warrior; soutien aux dictatures: Kadhafi soutenu par Sarkozi dès 2007…le régime Tunisien avant 2011, le régime algérien etc.<br /> Merci
bmustang
de toute façon le salon aéronautique MAKS 2021 sera annulé, donc annoncer un avion supra-truc-machin reste de l’intox des russes.<br /> Bravo pour le commentaire de notolik
Chevron7
Le supraconducteur est logique pour de l’avion hydrogène mais pour un avion électrique…?<br /> Par contre regardez les concept hydrogène d’airbus.<br /> Un tiers des hublots manquant parce que les réservoirs occupent la place.<br /> Impossible de stocker dans les ailes a cause des réservoirs plus imposant que sur du conventionnel.<br /> Vont être content les compagnies quand elles vont devoir acheter 30% d’avion en plus et les gens quand ils verront le prix du billet.<br /> C’est littéralement le dernier endroit ou il faut tenter de passer au «&nbsp;vert&nbsp;» parce que bon… Construction,matériaux,production,acheminement je rigole.<br /> Mais surtout c’est juste 2.5% des émissions de gaz a effet de serre l’aérien.<br /> 3.5 en prenant en compte absolument tout. Fabrication,trajet des gens a l’aéroport,construction des aéroports, électricité,véhicules et j’en passe.<br /> Chiffres de GIEC.<br /> Donc de toute façon on pourra agir que sur 2.5% en passant a l’hydrogène.<br /> Ces écolos me rendent barge.<br /> On va gesticuler dans tout les sens en europe US et peut-être Asie mais en attendant l’Afrique demande qu’a se développer et a polluer comme c’est pas permit.<br /> On va pas y arriver avec une population mondiale aussi énorme.
ultrabill
Chevron7:<br /> Le supraconducteur est logique pour de l’avion hydrogène mais pour un avion électrique…?<br /> Quelle est la différence entre un «&nbsp;avion hydrogène&nbsp;» et un «&nbsp;avion électrique&nbsp;», qui justifierais que les supraconducteurs soient logiques dans un cas et pas dans l’autre ?
philouze
bmustang:<br /> annoncer un avion supra-truc-machin reste de l’intox des russes.<br /> Bravo pour le commentaire de notolik<br /> En quoi c’est une intox, les russes gèrent bien la cryogénie et ont fait tourner un avion à l’hydrogène liquide y’a des décennies. Au passage la piste des convertisseurs de puissance, câblerie et moteurs électriques aux supraconducteurs cryo en aviation c’est aussi la piste Airbus,<br /> du fait que le seul truc qui pose en aéro électrique c’est la masse, et qu’il faut atteindre des puissances dignes de réacteur entièrement en moteur électrique.
philouze
tu n’as pas compris le principe de fond : TOUT doit baisser, y’a pas de hiérarchie, tout c’est tout, simultanément, et le plus tôt possible, parce que la situation est grave.<br /> Avec le covid et le «&nbsp;flygskam&nbsp;» oui ça gesticule, mais contrairement à ce que tu penses, ça vient surtout du secteur aérien plus que des écolos.<br /> La moquerie et la peur a changé de camps : y’a à peine deux ans de ça sur Aerobuzz ça défonçait Greta et ça se moquait de toutes les initiatives électriques, à grand renfort d’impossibilités physiques supposées.<br /> Aujourd’hui suite à l’intervention de la maire de poitiers (qu’au passage je ne cautionne absolument pas) , ça rivalise de promesses de transition et de potentialités d’évolution en mode «&nbsp;nous tuez pas on peut changer, on a des tonnes de pistes, elle nous empêche de rêver et fait comme si on ne pouvait pas transitionner&nbsp;»<br /> Ils ont senti le vent du boulet : si l’aviation ne se verdit pas à vitesse grand V c’est les interdictions et les boycotts qui vont tomber.
philouze
@ricozed, c’est piégeux mais ce qu’on appelle «&nbsp;supra à haute température&nbsp;», c’est en fait haute t° par rapport… au zéro absolu <br /> dans les deux cas c’était bien de la cryogénie, l’un à l’hélium liquide et l’autre à l’H2 liquide.
Chevron7
Dans le cas de l’élèctrique ca implique de rajouter de quoi refroidir,alors que dans le cadre de l’hydrogène,la supra conductivité est un bonus sans rajouter de poids.
Chevron7
Dans le cadre de l’aérien regarde la baisse d’utilisation de carburant depuis les dernières décennies.<br /> Oui y’a plus d’aérien qu’en 1950 mais les avions par passagers consomment beaucoup moins.<br /> Ils ont fait tout les efforts du monde et malgré ça on a des hystériques qui rappliquent pour leur remettre un bon coup de pelle sur la tête parce que ça sera jamais assez. Quand ils ont rajouté les sharklet ca a donné 3% d’économies de carburant. C’est rien 3%. Les économies se comptent en millions et pas en milliards et pourtant ils l’ont fait.<br /> Eux ils font pas semblant comme les allemands. Regardez on est gentil on utilise plus le nucléaire et vazy que je sors le charbon et le gaz russe.<br /> Des types t’on collé dans la tête que l’hydrogène allait régler tout les problèmes alors que c’est juste de a pollution déportée sur la production d’hydrogène,les terres rares qui viennent de chine,devoir fabriquer un plus grand nombre d’avion a cause de ces putains de réservoirs blindés.<br /> Au passage t’as bien occulté le problème principal,c’est que les autres n’en n’ont strictement rien a faire.<br /> Les chinois ont déja près d’un milliers d’avions de commandé sur leurs modèles «&nbsp;fait maison&nbsp;» et ils prennent pas en considération les délires écolos dans l’équation.<br /> Demain on pourrait arrêter net l’aviation mondiale que ca ne changerait rien.<br /> D’une parce que les autres pays qui ne sont pas dans cette religion décliniste vont continuer a polluer toujours plus et surtout parce que l’aviation ne représente rien du tout a l’échelle mondiale de la pollution.<br /> Le bâtiment c’est 25%. La y’a une carte a jouer mais encore une fois si c’est que la France et l’Allemagne (et encore…nordstream2,écologie de facade) qui s’y collent bah ça servira a rien a part nous mettre encore plus de bâtons dans les roues.<br /> Je dis pas qu’il ne faut rien faire,juste que d’une l’aérien c’est une fixette par rapport a son impacte réel et non on ne peut pas s’en passer en claquant des doigt,ni le rendre carbon neutral et que les autres pays n’en n’ont strictement rien a faire.<br /> Sans la fusion on ira nul part. Au moins qu’on passe au tout nucléaire le temps d’y arriver vu que niveau carbone c’est en dessous de tout. De l’éolien,du solaire ou des barrages. Avec un prix abordable,enfin… avant que l’UE nous force a renter dans la concurrence et qu’on prenne 60% de prix depuis 2007<br /> La au moins la fusion ca pourrait mettre tout le monde d’accord.<br /> Je pense surtout qu’on va tout droit vers la cata et qu’une fois au pied du mur on commencera a oser faire dans le pragmatique du genre capture de carbonne a grand échelle,pulvériser du souffre dans la stratosphère, en gros quand ca ne sera plus une question d’argent mais de survie peu importe les pays touchés.<br /> Mais c’est pas arrêter de prendre l’avion et et éteindre la lumière quand on sort de la pièce que ca va changer quoi que ce soit.
philumax
Et si on faisait des dirigeables, à la place des avions ? Ça reviendra nettement moins cher, ça polluera moins et ça transportera plus de passagers que l’électrique.<br /> Cerise sur le gâteau : moins de bruit aussi.<br /> De plus, ces trucs là, ça peut se poser (toutes proportions gardées) dans un mouchoir de poche.
Blackalf
Trop lents, tout simplement, qui accepterait de «&nbsp;perdre du temps&nbsp;» à notre époque où bien des gens courent sans cesse pour tout…quand tu vois déjà de quoi les gens sont capables rien que pour gagner une minute ou deux sur la journée, ou s’énerver et devenir hargneux parce qu’ils vont en perdre quelques-unes à la caisse d’un supermarché.
Steevenoo
Trop lent, Trop encombrant …
philouze
pour la croisière : j’y crois : rien de plus merveilleux probablement qu’une croisière aérienne dans les nuages… pas d’obligation de trajets, pas d’exigence de vitesse<br /> pour le transport, impossible, il a un très mauvais «&nbsp;facteur d’efficacité&nbsp;» : le même dirigeable transporte une centaine de personnes avec un très faible taux de rotation. C’est une énorme immobilisation de capitaux et de personnel. Et un simple vent contraire va ramener les économies énergétiques à zéro, c’est aussi une enveloppe de vol catastrophique météo-dépendante. Sécuritairement c’est une cible volante pour les terro pouvant être atteinte par un djihadiste unijambiste borgne avec une kalash rouillée et une main attachée dans le dos… donc de gros coûts sécurité autour des zones de décollage et atterrissage et probablement des «&nbsp;circuits&nbsp;» problématiques.<br /> bref compliqué pour le transport A=&gt;B, probablement impossible financièrement , j’ai même des doutes pour le transport de charges lourde, le serpent de mer de ce truc.
philouze
tu n’as pas tort sur une grande partie du fond, mais tu minimise l’évolution massive du mouvement anti-co2 mondial (pas national) . Pour l’instant «&nbsp;on&nbsp;» s’accomode des petites mesquineries et tricheries nationales (Nordstream, les centrales dissimulées chinoises) mais pion par pion, une forme de volonté pan-étatique avance son jeu, fait passer des lois, des taxes carbones, des bourses carbone, des taxe constructeur etc etc.<br /> C’est une nasse dans laquelle les tricheurs qui bénéficient d’un effet d’aubaine vont se retrouver piégés. Quand l’europe ou les states (ou les deux) vont commencer a lever des taxes co2 aux frontières les chinois vont se retrouver piégés.<br /> Quand leurs Comacs ne pourront plus se poser ou devront refaire le plein retour à tarif ruineux ce sera beaucoup moins drôle.<br /> Les constructeurs auto y ont cru, au report indéfini des punitions carbone. Ce sera pareil dans tous les domaines.
philumax
il faut savoir ce que l’on veut : vivre ou mourir.
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