Pour voir l’avenir des véhicules électriques, regardez le ciel

Les avions électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) pourraient remodeler la mobilité urbaine dans les années à venir et transformer notre vision conventionnelle sur la conception des avions. Imaginez atterrir à l’aéroport international O’Hare et vous rendre dans le centre-ville de Chicago sans rester coincé dans la circulation. Dès 2025, United Airlines prévoit de rendre cela possible avec une flotte d’eVTOL alimentés par batterie, une nouvelle classe d’aéronefs qui ressemble à un croisement entre une voiture électrique et un drone surdimensionné doté d’un intérieur comparable à celui d'une voiture de luxe.

Dans un premier temps, ces « taxis aériens » eVTOL fonctionneront de la même manière que les hélicoptères parce qu’ils utiliseront des héliports et suivront des règles de vol similaires, mais les similitudes entre les deux aéronefs s’arrêtent là. La conception de ces nouveaux aéronefs doit beaucoup aux progrès réalisés dans les véhicules électriques grand public et commerciaux. En réalité, la plupart des modèles en cours de développement ressemblent à des voitures très confortables pouvant accueillir entre deux et six passagers, et non pas à un hélicoptère exigu ou à un petit avion.

Le développement d’un eVTOL est différent de celui d’un véhicule électrique ou d’un avion traditionnel. Faire voler une « voiture électrique » nécessite une optimisation du poids et de l’autonomie. Chaque gramme de poids compte lorsque vous souhaitez faire décoller un objet. Si vous voulez parcourir plus de distance, vous aurez besoin de plus grosses batteries pour y arriver, ce qui se traduit par un poids plus important. Le temps de recharge constitue également un élément essentiel à prendre en compte : plus vite un eVTOL repart dans les airs, plus il peut générer des revenus rapidement.

Ces facteurs ont également façonné le modèle commercial émergent des eVTOL, en les concentrant sur des trajets plus courts qui transportent un nombre relativement faible de passagers. En conséquence, les entreprises qui conçoivent et construisent ces aéronefs ont un objectif différent de celui des constructeurs aérospatiaux traditionnels. Elles cherchent à accélérer les itérations dans la conception, les essais et la certification des systèmes spécifiques à chaque modèle. 

Dans ce processus rapide qui nécessite toujours des normes de fiabilité et de sécurité irréprochables, la vaste expérience de TE Connectivity dans le développement de matériaux et de produits homologués pour une utilisation dans les véhicules électriques et l’aérospatial, nous permet de travailler de manière intelligente avec les clients sur le développement d'eVTOL dans lesquels nous pouvons apporter un plus et des innovations.

Certains éléments des eVTOL sont pratiquement issus d'autres applications. Par exemple, les composants et les systèmes de rechargement des véhicules électriques commerciaux sont relativement faciles à adapter pour une utilisation sur un avion. Toutefois, les exigences rencontrées par les eVTOL dans le ciel sont très différentes de celles que l'on rencontre sur les autoroutes.

 Les eVTOL devront être capables d'effectuer des vols fréquents et de courte durée à des altitudes relativement basses. Ces conditions nécessitent des composants extrêmement durables. Bien entendu, la qualité, la sécurité et la fiabilité sont des caractéristiques essentielles des pièces fabriquées pour tout véhicule. Néanmoins, ils prennent une importance encore plus grande ici car ces avions survolent des zones densément peuplées à des altitudes relativement basses. Par conséquent, il est essentiel d’opter pour un système de distribution de puissance haute tension durable et fiable.

TE répond à cette exigence en proposant des unités de distribution de puissance et des contacteurs de commutation d’alimentation, ainsi que des câbles électriques et fibre optique pour connecter les systèmes de distribution de puissance, d’avionique et d’info-divertissement afin de rendre ces avions sûrs, fiables et confortables. De plus, nous optimisons les connecteurs haute tension développés pour résister aux rigueurs des applications aérospatiales afin de leur permettre de gérer les 100 à 600 kilowatts nécessaires pour propulser cette première génération d’eVTOL.

En travaillant avec des ingénieurs pour optimiser leurs concepts d'eVTOL, nous pouvons mettre notre expérience au service de détails apparemment mineurs mais qui peuvent faire une énorme différence. Par exemple, l'utilisation de câbles plats au lieu de câbles ronds permet de réduire le poids, d'améliorer les caractéristiques thermiques, offre une plus grande flexibilité des câbles et occupe moins d'espace dans le fuselage, permettant ainsi de laisser plus de place pour le confort des passagers.

Contrairement aux constructeurs aéronautiques traditionnels, les entreprises qui développent des eVTOL ont tendance à rechercher un type de partenariat différent avec leurs fournisseurs de composants. Les développeurs d'eVTOL, qui suivent généralement les méthodes de conception Agile, souhaitent donc générer de nouvelles itérations de leurs concepts en quelques jours, plutôt qu'en quelques semaines ou quelques mois. Par conséquent, ils sont plus susceptibles d'intégrer des composants du commerce dans leurs conceptions, ce qui leur permet d'économiser des coûts lors de la fabrication, mais aussi de réduire les coûts de maintenance.

Des fabricants comme TE peuvent accompagner cette volonté d'avancer rapidement grâce à des connaissances techniques issues d'une longue expérience dans la conception et l'intégration de composants dans les systèmes aéronautiques. Ces connaissances nous permettent de guider les ingénieurs d’eVTOL dans leurs efforts pour accélérer les cycles de développement sans compromettre la sécurité. De plus, notre expérience dans le développement de pièces pour les industries similaires, telles que les véhicules commerciaux et de tourisme, signifie également que nous pouvons aider les fabricants d’eVTOL à raisonner au-delà des normes aérospatiales traditionnelles lorsqu'ils développent les nouveaux systèmes qui propulseront cette nouvelle catégorie de véhicules.

L’industrie des eVTOL devra probablement développer un certain niveau de normalisation entre ses composants pour évoluer rapidement et atteindre son plein potentiel. Peu importe à quel point les conceptions sont différentes sur le plan esthétique, elles sont toutes confrontées aux mêmes défis de conception fondamentaux : optimisation de la taille et du poids, distribution de puissance, sécurité, durabilité et fiabilité.

Dans un premier temps, les eVTOL voleront probablement comme un hélicoptère avec des composants électroniques pour rendre leurs systèmes de contrôle familiers pour les pilotes chevronnés. Ils seront également petits, car la taille et le poids régiront le coût et la capacité de chaque véhicule.

Il y a cependant un avantage à commencer petit. Résoudre des défis dans un petit véhicule offre davantage de chances que tout fonctionne correctement avant d’augmenter la capacité et l’autonomie. Aussi crucial que puisse être le développement rapide pour faire décoller les premières flottes d’eVTOL, il sera important de concevoir les composants en gardant un œil sur l’avenir pour assurer le succès continu du marché.

De plus, nous pouvons concevoir les composants que nous utilisons pour construire ces aéronefs en tenant compte de leur utilisation potentielle dans des structures plus grandes au fil du temps. La densité des batteries reste le principal obstacle à la production d’aéronefs électriques plus grands à plus grande autonomie.

En continuant d’améliorer les composants capables de gérer de manière sûre et fiable des tensions plus élevées tout en minimisant le poids et l’espace, le taxi urbain qui vous transporte de l’aéroport au centre-ville pourrait rapidement évoluer vers quelque chose qui ressemble davantage à un bus régional ou à un train à grande vitesse intra-urbain lorsque la prochaine génération de batterie arrivera. Avec des besoins d’infrastructures relativement réduites, en dehors d'un lieu d'atterrissage et de la possibilité de recharger les batteries, il existe un réel potentiel pour révolutionner la façon dont les gens se déplacent, qui n'a pas eu lieu depuis l'introduction du moteur à réaction.

Les eVTOL pourraient changer notre façon d’envisager la mobilité urbaine en établissant une nouvelle liaison viable entre les villes et les banlieues. Si le marché les accepte et si leur taille peut être augmentée, ils représentent également une étape vers une forme de transport aérien commercial plus durable. Des conceptions soigneusement conçues qui créent une nouvelle norme de sécurité et de confort seront essentielles pour faire décoller cette nouvelle catégorie de véhicules et permettront aux eVTOL de rester dans les airs pendant de nombreuses années à venir. TE sera à leur côté pour innover.