Vue d’artiste de la future aile volante électrique capable de transporter 19 passagers. Doc : Eenuee

L’avion électrique, qui vise à décarboner le transport aérien, est au cœur des recherches de tous les grands avionneurs, ainsi que de nombreuses start-up. Les concepts les plus exotiques y côtoient des modèles plus traditionnels. Nous avons eu le plaisir de rencontrer Benjamin Persiani, PDG de Eenuee, qui nous a expliqué pourquoi ils travaillent sur une aile volante bimoteur capable d’emmener 19 passagers à 250 km/h sur 500 km pour le prix d’un billet de TGV.

La décarbonation des transports est vue comme l’un des leviers pour ralentir les effets du changement climatique de la Terre et l’aéronautique n’y échappe pas. Aujourd’hui tous les grands avionneurs et une multitude de start-up planchent sur le sujet. Parmi elles, Eenuee, une start-up stéphanoise créée en 2019 propose en concept original d’aile volante permettant de désenclaver à moindre frais les villes et régions jusque-là mal desservies du point de vue transport, dans un rayon entre 30 et 500 km. Un moyen de mobilité électrique qui vient en complément des réseaux existants, notamment du train.

« Pour cela, il faut un avion électrique léger, capable d’emmener une vingtaine de passagers et ne nécessitant pas d’infrastructures lourdes au sol, piste courte en dur ou en herbe (-300m), pour pouvoir opérer depuis de petits aérodromes avec très peu de bruit », explique Benjamin Persiani, PDG de Eenuee. Un concept d’autant plus intéressant qu’en France nous avons tous un aérodrome à moins de 20 km de chez nous.

La plupart des ingénieurs travaillant chez Eenuee sont issus de Lisa Airplanes qui avait développé l’Akoya, un avion léger biplace très efficient capable de décoller et de se poser sur de multiples surfaces en dur ou sur l’eau. Ils ont suivi Erick Herzberger, lorsque celui-ci est parti pour fonder Eenuee, dont il assure la direction technique. « Mais passer d’un avion biplace à un avion de 19 places, ce sont des projets d’envergures différentes, qui nécessitent une méthodologie aéronautique éprouvée, d’où la collaboration avec Jean-Yves Papazoglou, qui a géré le programme A380 chez Airbus. Il nous apporte le savoir-faire d’Airbus sur le développement d’un projet d’ampleur. »

Une aile volante

Le gros problème de l’avion électrique c’est l’autonomie, il faut donc construire léger et très aérodynamique pour minimiser la consommation énergétique. L’un des concepts capables de résoudre cette équation, c’est l’aile volante, ou Blended Wing Body (BWB), surtout si l’on vole à moins

de 3 000 m, altitude où l’on peut se passer de pressurisation dans la cabine.

« Les avions commerciaux actuels sont conçus pour transporter beaucoup de passagers sur de longues distances en volant à très haute altitude, d’où leur carlingue cylindrique bien adaptée pour résister à l’indispensable pressurisation, mais qui ne participe pas à la portance. Ici notre objectif est différent. Il s’agit de transporter 19 passagers, pour rester dans la classe de certification CS23 beaucoup moins contraignantes que la CS25 destinées aux gros porteurs, qui impose en plus d’embarquer du personnel commercial naviguant. »

« Le choix d’opérer à des altitudes plus basses et à des vitesses modérées simplifie la conception de l’avion en supprimant les contraintes mécaniques de pressurisation. Cette caractéristique se traduit par une réduction de 40 % du poids de l’avion. On peut donc intégrer le fuselage dans l’épaisseur de l’aile qui devient de fait lui aussi porteur, tout en offrant une très faible trainée. Ce qui minimise la consommation énergétique. Nous sommes dans un rapport de 1 à 10 de réduction de la consommation énergétique par rapport à une architecture classique avec fuselage cylindrique et ailes planes. »

Le principe de l’aile volante remonte à 1876, date à laquelle deux ingénieurs français, Alphonse Pénaud et Paul Gauchot, ont déposé un brevet sur un concept d’aile volante. Un concept repris dans les années trente et quarante par les frères Horten en Allemagne, pour développer des planeurs puis des avions militaires révolutionnaires, dont bien peu dépassèrent le stade de la présérie. Après-guerre des constructeurs comme Northrop, McDonnell Douglas, la Nasa, Lockheed Martin, Boeing, s’y sont essayé. Mais il faudra attendre les années 90 pour voir le bombardier furtif Northrop B-2 Spirit être produit en série et les années 2000 pour voir arriver des drones comme le Neuron de Dassault Aviation. Et à ce jour aucune aile volante civile n’a volé.

Utiliser des motorisations standard

La motorisation est confiée à 2 moteurs électriques de 400 à 500 kW entrainant des hélices carénées posés à l’arrière de l’aile. Une puissance nécessaire en phase de décollage, et très largement suffisante en vol établi. « Si nous travaillons beaucoup sur l’aérodynamique et la structure de l’appareil, où nous avons des gains substantiels, pour la motorisation nous n’allons pas réinventer la roue. Nous allons donc nous appuyer sur des chaines électriques performantes existantes plutôt que de développer notre propre moteur. Nous regardons ce que propose des équipementiers comme Safran, déjà homologués, et un certain nombre d’autres acteurs en cours d’homologation. De même, pour les versions hybrides demandées par certains clients, nous allons intégrer la chaine de propulsion hybride de la PME Toulousaine Acendance. »

Eenuee a choisi une motorisation bimoteur qui permet d’avoir une sécurité redondante en cas de panne plutôt qu’une propulsion distribuée comportant 6, 8, 12 petits moteurs voire plus, intégrés dans le profil de l’aile. « Déjà cela évite d’empiéter sur le volume intérieur réservé aux passagers et d’autre part nous envisageons de proposer des modèles avec des ailes pliantes, plus faciles à manœuvrer et à stocker dans les petits aérodromes. D’où la nécessité de rapprocher les moteurs de l’axe de l’avion, ce qui en plus rend aussi son contrôle beaucoup plus facile en cas de panne d’un des moteurs, ce qui ne serait pas le cas s’ils étaient loin de l’axe. » Notons qu’en cas de panne totale de motorisation à 2 000 m d’altitude, la finesse aéronautique de l’aile volante lui permet de planer pendant 70 km, largement le temps de trouver un endroit pour atterrir, d’autant plus que cela peut se faire sur un terrain sommaire, voire un plan d’eau.

Trouver la batterie idéale

Du côté des batteries rien n’est encore défini. « Déjà, nous recherchons les batteries les plus facilement certifiables. Garantir la sécurité est compliqué avec les batteries Li-Ion classiques et nous avons aussi un sujet de densité énergétique notamment pour assurer la phase de décollage sans obérer la masse de l’avion. Là-dessus, la piste d’avenir ce sont les batteries à électrolyte solide. Nous avons des tests en cours qui répondent à nos attentes. Certes, elles ne sont pas encore certifiées aéronautique, mais à partir du moment où l’on supprime le risque incendie cela ne devrais pas poser de problème. »

Par contre, ce type de batteries à électrolyte solide sont encore en cours de développement et leur industrialisation reste encore à faire. « C’est pourquoi nous travaillons pour le moment sur des solutions déjà industrialisées sur des voies intermédiaires entre les batteries Li-Ion traditionnelles et les batteries à électrolyte solide. Reste que les batteries à électrolyte solide devaient être opérationnelles d’ici nos premiers vols du prototype échelle 1 en 2030. Sachant que notre objectif d’entrée en phase commerciale est 2033, nous sommes confiants sur la capacité des industriels à avoir validé leurs performances manufacturières. »

Pour la recharge l’entreprise a porté son choix vers des chargeurs mobiles, « des containers de batterie qu’on va pouvoir charger toute la journée sur le réseau à une charge lente, sans appel de puissance excessif, et rapprocher de l’avion sur la piste. » Des chargeurs mobiles capables également de stocker de l’énergie renouvelable, comme celle produite par des panneaux solaires.

L’appareil fera 30 m d’envergure, 12 m une fois les ailes repliées, pour une longueur de 12 m. la masse au décollage sera de l’ordre de 5 600 kg pour une charge embarquée, passagers ou fret, de l’ordre de 2 000 kg. La recharge de la batterie devrait demander moins d’une heure.

« Coté pilotage, les premiers essais que nous avons menés avec nos prototypes à échelle réduite, nous ont permis de valider le comportement en vol. Notre pilote d’essais, qui est un référent DGAC pour les modèles réduits de plus de 25 kg, nous a dit lors des premiers vols : ‘‘ce n’est pas un avion, c’est un planneur’’ car le modèle était très stable et facile à piloter, sans avoir recours à des aides au pilotage électroniques. »

Le prix du billet envisagé sera équivalent à celui d’un billet TGV pour la même distance, soit de l’ordre de 25 cts/passager/km. Et un passager consommera moins d’énergie qu’un conducteur de voiture électrique !

Développements futurs

Eenuee, après avoir construit un prototype à l’échelle du 1/7e, pour valider ses concepts et mener ses premiers essais en vol, prévoit de construire un autre modèle à l’échelle du 1/4 , donc 8 m d’envergure. « Cela sera d’autant plus facile que nous avons des contacts dans le domaine de la défense qui se montrent très intéressés pour en faire des drones. »

Des essais physiques qui sont bien entendu guidés et complétés par de nombreuses simulations numériques. « Nous faisons largement appel à la simulation à la fois pour le dimensionnement structurel et aérodynamique en collaboration avec notre partenaire pour les composites Duqueine Group, ainsi que pour l’efficience énergétique. Ces simulations sont soit faites en interne pour les plus courantes, soit avec des prestataires experts externes pour les plus spécifiques. Nous avons aussi un laboratoire commun avec l’Ecole des Mines de Saint Etienne, plutôt axé sur la partie matériaux avec une chaire de recherche et d’enseignement montée en collaboration avec Hexcel, le producteur américain de matériaux composites, pour comprendre, modéliser, simuler et maîtriser la fabrication et le comportement en service des pièces de structure en matériaux composites hautes performances. Enfin, Il faudra aussi mener des essais en soufflerie, notamment à l’Onera (Office national d’études et de recherches aérospatiales). »

Pour le moment Eenee c’est l’équivalent de 7 personnes à temps plein. Mais elle a la volonté de grossir à l’avenir, d’autant plus que l’assemblage final des avions devrait se faire sur l’aéroport de Saint-Etienne-Loire à Andrézieux-Bouthéon.

« Le nom de Eenuee vient du fait que l’on espère qu’il y aura des nuées de nos appareils dans la prochaine décennie et les ee introductifs sont là pour montrer notre engagement pour l’électrique et la redondance indispensable à la sécurité aéronautique », conclu Benjamin Persiani.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : www.eenuee.com