Dans la course à l'avion plus "vert", Airbus planche depuis des années sur une solution électrique. Lors de l'édition 2013 du Bourget, l'avionneur avait présenté l'EFan, un projet d'avion-école biplace à propulsion électrique alimenté par des batteries au lithium-ion. Un premier prototype avait réussi à traverser la Manche et une usine d'assemblage devait être construite à Pau. Mais en novembre 2017, Airbus a annoncé l'arrêt des recherches sur un avion tout électrique pour se concentrer sur une solution hybride baptisée E-Fan X.

"Nous voyons dans la propulsion hybride une technologie convaincante pour l'avenir de l'aviation. Les leçons que nous avons tirées d'un long passé de démonstrateurs de vol électriques, qui a commencé par le Cri-Cri, puis l'e-Genius et l'EStar et a atteint son apogée avec l'E-Fan 1.2, associées aux fruits de la collaboration d'E-Aircraft Systems House avec Siemens, ouvriront la voie à un avion commercial monocouloir hybride sûr, efficient et économique", indiquait Paul Eremenko, qui était alors Chief Technology Officer chez Airbus.

Tester la technologie en conditions réelles

Au lieu de concevoir un nouvel appareil tout électrique, l'idée est désormais de créer un
démonstrateur pour tester la technologie hybride et l'intégrer à terme dans les futurs
aéronefs.

"L'E-Fan X est un pur banc d'essai volant qui a pour but de faire arriver plus rapidement à maturité des briques technologiques. L'intérêt est de tester où les systèmes électriques apportent le plus de bénéfices, en matière de réduction de la consommation de carburant par exemple, pour les intégrer dans de futurs produits", avance Olivier Maillard, le directeur du programme.

Pour tester l'E-Fan X, les ingénieurs vont utiliser un avion de taille moyenne, un BAe 146, où l'un des quatre réacteurs sera remplacé par un moteur électrique d'une puissance de deux mégawatts. Alors que le premier prototype tout électrique E-Fan était conçu pour accueillir seulement deux personnes, l'appareil est doté de 100 places. "Nous voulons être prêts à pouvoir intégrer ces technologies sur des plateformes de type A320 où l'on pourrait imaginer à terme une hybridation", explique le responsable du programme. Au lancement du projet, il était envisagé de remplacer un second réacteur.

"La maturité technique acquise a permis de voir qu'à l'échelle de cette plateforme il serait déraisonnable d'en mettre un second par rapport au niveau d'investissement nécessaire et au bénéfice escompté", explique Olivier Maillard.

À l'origine, Airbus s'était associé sur le projet avec Rolls-Royce, chargé du turbomoteur, du générateur et de l'électronique de puissance, et Siemens, qui devait livrer les moteurs électriques. L'avionneur et le groupe allemand ont annoncé début mai que leur collaboration sur ce projet allait s'arrêter un an plus tôt que prévu. Ce changement fait partie des éléments qui ont conduit Airbus à décaler la date du premier vol de l'E-Fan X de fin 2020 à 2021.

L'électrique au décollage

En attendant, les tests en laboratoire ont déjà commencé.

"Airbus est en charge de toute l'intégration électrique avec un réseau qui fonctionne sur du 3 000 volts, une tension que nous n'avons jamais utilisée jusqu'à présent dans l'aviation. Nous avons réalisé des tests sur des structures armées à 3 000 volts pour voir ce qu'il se passait en termes de court-circuit et d'arcs électriques. Cela permet de définir les règles d'installation", détaille Olivier Maillard.

Depuis les sites d'Airbus à Toulouse, des tests sont également menés sur les risques d'explosion des batteries. "Nous poussons actuellement les batteries à leurs limites en laboratoire. Ces expériences nous permettent de bien comprendre tous risques potentiels de sorte que nous puissions faire voler ce démonstrateur dans des conditions de sécurité absolue, poursuit-il. L'autre enjeu avec l'E-Fan X est de déterminer avec précision sur quelles phases du vol la propulsion électrique apporte le plus de valeur ajoutée.

"Le décollage est la période pendant laquelle l'avion nécessite le plus de puissance. Or, nous sommes confrontés actuellement à des turboréacteurs conventionnels surdimensionnés par rapport aux besoins en vitesse de croisière. Utiliser l'énergie électrique au décollage permettrait de réduire la consommation de carburant mais aussi le bruit. Les machines thermiques conventionnelles pourraient apporter leur efficacité une fois le régime de croisière atteint. Avec les tests, nous allons acquérir un certain nombre de données pour déterminer les schémas hybrides électriques les mieux adaptés", décrit le chef du programme.

Airbus n'a pas annoncé d'objectif de réduction de carburant en passant par l'hybridation.

Se rapprocher des zones urbanisées

Pour autant, l'avionneur européen s'est engagé à remplir les objectifs environnementaux
techniques de l'Union européenne contenus dans le rapport "Flightpath 2050 Europe's
Vision for Aviation" de la Commission européenne. Ce texte prévoit une réduction des émissions de CO2 de 60 %, des émissions d'oxydes d'azote de 90 % et du bruit de 75 % d'ici trente ans.

"Ces objectifs ne sont pas réalisables avec les technologies actuelles, relève le géant aéronautique. Aujourd'hui, la propulsion électrique et la propulsion hybride sont comptées au rang des technologies les plus prometteuses pour répondre à ces défis".

Au-delà de l'impact environnemental, en réduisant le bruit, les avions hybrides laissent entrevoir, selon Airbus, la possibilité de rapprocher les aéroports des zones urbanisées, et de gagner en compétitivité par rapport au TGV.