Volta : un hélicoptère 100% électrique en quête d’autonomie

Hélicoptère électrique

Les concepteurs de Volta vise à développer un hélicoptère électrique biplace dédié à la formation initiale de pilotes. (©Aquinea)

L’hélicoptère 100% électrique baptisé « Volta » a effectué la semaine dernière son premier vol piloté de démonstration à Paris. Présentation de cet appareil développé conjointement par la PME de Haute-Garonne Aquinea et l’École nationale de l’aviation civile (Enac).

Une autonomie « record » de… 14 minutes 30

Le prototype « Volta » est un hélicoptère dit « conventionnel », c’est-à-dire équipé d’un rotor à pas variable et d’un rotor auxiliaire de queue(1). Il mesure 7,5 m de long, 2,35 m de haut et a une envergure atteignant 7 m au niveau de son hélice centrale.

Le 19 octobre dernier, c’est sa motorisation 100% électrique qui était au cœur de l’attention lors d’un vol piloté inaugural de quelques minutes à 1,5 mètre du sol, en présence de Ségolène Royal. La ministre a indiqué à cette occasion que Volta constituait « le type de projets » permettant des sauts technologiques que le gouvernement souhaitait soutenir dans le cadre de la transition énergétique.

Le système embarqué de batterie lithium-ion(2) de Volta pèse 165 kg au total(3) et peut stocker 22 kWh. A ce jour, une charge complète de cette batterie a permis d’atteindre une autonomie de près de 14 minutes 30 (au cours de 2 vols consécutifs, le plus long ayant duré près de 9 minutes). Selon les porteurs du projet, il s’agit déjà d’un record pour un hélicoptère électrique de ce type, en comparaison avec les autres prototypes développés dont l’autonomie n’excéderait pas 3 minutes.

L'originalité de cette batterie « vient du packaging qui assure que les cellules ne chauffent pas, alors qu'elles doivent décharger en un quart d’heure l'équivalent de la capacité d'une voiture électrique ZOE de première génération dont la décharge durait 1 h », indique Stéphane Conversy, enseignant-chercheur à l’ENAC. Un système de refroidissement très performant autorise « une décharge totale continue avec une augmentation de température des éléments limitée à 20°C », confirme Philippe Antoine, concepteur de Volta chez Aquinea.

Les défis des batteries

Selon Aquinea, chaque vol de Volta pourrait permettre d’éviter l’émission de 13 kg de CO2 et de 24 grammes d’oxyde d’azote par rapport à un hélicoptère à motorisation classique. Précisons que cette estimation est calculée sur la base d’une production électrique « décarbonée », comme c’est quasiment le cas en France(4) mais pas dans d’autres pays voisins comme l’Allemagne.

Il est envisagé par les porteurs de projet de coupler les batteries avec un système d’autoproduction électrique au sein des aérodromes, par exemple à partir de panneaux solaires disposés sur les hangars.

Pour les concepteurs de Volta, un des défis majeurs consiste à augmenter la densité énergétique des batteries (160 Wh/kg à l’heure actuelle) et leur durée de vie (limitée à 350 heures de vol durant cette phase de tests(5)). Il est envisagé de développer à moyen terme un modèle biplace, dit «  Volta 2 », dédié à la formation initiale des pilotes et au vol de loisirs. Pour ce modèle, une autonomie de 30 minutes en vol « stationnaire » (et hors réserve) est attendue.

« Volta sera le banc d’essai volant des systèmes qui seront développés pour Volta 2 », indique Philippe Antoine. Aquinea souhaite faire de ce futur modèle « l’équivalent pour l’hélicoptère de l’e-Fan d’Airbus pour l’avion ». L’ambition à plus long terme encore sera de faire intégrer à Volta le trafic aérien « dans des conditions d’utilisation commerciale ».

Une formation de l’ENAC sur les nouvelles énergies pour l’aviation

Les différents coûts de Volta ne sont pas précisés à ce stade du projet qui est entièrement autofinancé. Le modèle économique est « en cours d’analyse mais le coût d’une chaîne de traction électrique complète, incluant la batterie, est du même ordre que celui d’un moteur aéronautique à pistons certifié », assure Aquinea. Selon la PME de Haute-Garonne, chaque batterie utilisée sur cet hélicoptère pourrait permettre d’économiser l’équivalent de 17 000 litres de carburant en ayant recours au vecteur électricité.

Notons qu’il existe d’autres projets d’hélicoptères électriques comme le modèle Volocopter de la start-up allemande e-volo, qui est pour sa part pourvu de 18 hélices. Le directeur de la Direction générale de l’aviation civile (DGAC) Patrick Gandil a annoncé la future création au sein de l’ENAC d’une filière de formation consacrée aux « nouveaux modes de motorisation et nouvelles énergies pour l’aviation ». Volta constitue un défi particulièrement ambitieux dès lors qu'il n’y a pas, selon lui « de technologie plus exigeante (que l’hélicoptère) en termes d’énergie embarquée ».

Vol inaugural de Volta
Volta a effectué un vol de démonstration sur l’héliport de Paris-Issy-les-Moulineaux le 19 octobre dernier. (©Aquinea)

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Sources / Notes
  1. De nombreux concurrents, notamment allemands et chinois, développent actuellement des hélicoptères multi-rotors à vitesse variable.
  2. Même type de batterie que celles des voitures électriques ou des voitures.
  3. Le pack intègre, « outre le BMS (système de contrôle des batteries d'accumulateurs) et un monitoring des anomalies d’isolement, un système de refroidissement », précise Aquinea.
  4. En 2015, la production électrique française était « décarbonée » (d’origine nucléaire ou renouvelable) à près de 94%.
  5. Cette durée de vie est à considérer au regard de l’utilisation de Volta, « c’est-à-dire à charge lente, décharge rapide avec une capacité résiduelle en fin de vie égale à 80% de la charge initiale » selon Aquinea.

 

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