ULM de type 3 axes
La motorisation électrique
Une solution d’avenir pour le transport aérien qui respecte la planète
Avec la croissance démographique mondiale et le développement des pays émergents, l'énergie est devenue indispensable à la vie quotidienne. Alors que l’exploitation de l'énergie adaptable aux moteurs classiques menace de disparaître, elle est également associée à des effets secondaires sur l'environnent comme le réchauffement climatique qui n'a jamais été aussi important qu’aujourd’hui.
En plus, la pénurie des ressources pétrolières et l’impact des gaz à effet de serre ont encouragé les scientifiques, qui ont pris conscience des différents problèmes qui menacent notre planète, de développer un nouveau concept : la motorisation électrique.
La solution de la motorisation est électrique adaptable à tous les systèmes qui nécessitent un moteur pour se propulser. Elle pourra par exemple être affecter à des systèmes de transports en communs tels que les trains, les bus, les vélos et autres machines. D'après l'analyse du marché, on constate que cette solution permet un gain énorme, tant au niveau du temps de conception, que du coût et de la main-d'oeuvre.
De ce fait, un chercheur a pris l’initiative de créer en 2013 une PME dont l'objectif est de passer à un système thermique vers un système électrique. Parmi les nombreux projets conçus par Ailec, on peut citer la création d'un système de propulsion électrique d'un ULM de type 3 axes.
La conception de ces systèmes nécessite une étude du cahier des charges fonctionnel qui respecte les besoins client et les normes en vigueurs. La réalisation de ce projet débute par l'étude de faisabilité en analysant le coût de rentabilité pour la société, et d'autre part le client. Il nous faut ensuite modéliser le système mécanique sur ordinateur pour adapter le système électrique. Après cela, il nous reste à concevoir la partie électronique/électrique qui permet d'alimenter et contrôler l'ULM, à tester si le couple est suffisant pour le faire décoller, et si l'instrumentation fonctionne correctement. Enfin, une certification est délivrée par le service qualité lorsque la machine répond conformément aux normes.
L'enjeu de la motorisation électrique repose sur une conception différente qui permet de respecter l'environnement, tout en offrant une solution technique équivalente, facile à produire et à maintenir. C'est en se basant sur cette technologie que Ailec cherche à offrir à ses clients une autre façon de profiter du transport aérien.
En plus, la pénurie des ressources pétrolières et l’impact des gaz à effet de serre ont encouragé les scientifiques, qui ont pris conscience des différents problèmes qui menacent notre planète, de développer un nouveau concept : la motorisation électrique.
La solution de la motorisation est électrique adaptable à tous les systèmes qui nécessitent un moteur pour se propulser. Elle pourra par exemple être affecter à des systèmes de transports en communs tels que les trains, les bus, les vélos et autres machines. D'après l'analyse du marché, on constate que cette solution permet un gain énorme, tant au niveau du temps de conception, que du coût et de la main-d'oeuvre.
De ce fait, un chercheur a pris l’initiative de créer en 2013 une PME dont l'objectif est de passer à un système thermique vers un système électrique. Parmi les nombreux projets conçus par Ailec, on peut citer la création d'un système de propulsion électrique d'un ULM de type 3 axes.
La conception de ces systèmes nécessite une étude du cahier des charges fonctionnel qui respecte les besoins client et les normes en vigueurs. La réalisation de ce projet débute par l'étude de faisabilité en analysant le coût de rentabilité pour la société, et d'autre part le client. Il nous faut ensuite modéliser le système mécanique sur ordinateur pour adapter le système électrique. Après cela, il nous reste à concevoir la partie électronique/électrique qui permet d'alimenter et contrôler l'ULM, à tester si le couple est suffisant pour le faire décoller, et si l'instrumentation fonctionne correctement. Enfin, une certification est délivrée par le service qualité lorsque la machine répond conformément aux normes.
Concernant le marché de l'ULM en France, on comptait fin 2014 une flotte de 14.754 ULM (+4,2% par rapport à 2013). Les multi-axes demeurent toujours en tête avec 39,31% des immatriculations (5.802), devant les paramoteurs (38,33% ou 5.655), les pendulaires (17,51% ou 2.584) et les autogires (4,30% ou 634 machines), les ULM-hélicoptères (66) et les aérostats (13) n’ayant pas de chiffres vraiment significatifs… Côté pilotes, les licences ULM ne donnant pas lieu à un contrôle périodique, la DGAC n’est pas en mesure de fournir le nombre de licences valides. Elle reprend donc le nombre d’adhérents de la FFPLUM soit 14.517 (2013).
Finalement, La motorisation électrique commence à se populariser en automobile et l'ULM pendulaire bénéficie naturellement du développement technologique. Le moteur électrique présente l'avantage de transformer 94% de l'énergie d'alimentation en énergie utile. Plus léger, plus compact, plus efficace, plus propre, moins bruyant et plus facile d'entretient il est indiscutablement supérieur au moteur thermique.
Aujourd'hui la source d'énergie la plus commune pour alimenter ce moteur est la batterie (Li-ion) dont le prix peut sembler rédhibitoire. Mais il faut prendre en considération que c'est un investissement qui est amortit à chaque fois que l'on charge et décharge celle-ci.
Le propulseur est construit pour de la vitesse opérationnelle relativement faible par entraînement direct d’hélices à 4-pales d’un diamètre de 1.3 à 1.5 mètres qui procure un rendement très poussé tout en dégageant un niveau sonore discret. Il s’agit en effet d’un engin PPS (polyphasé excité en permanence et synchrone) qui est opéré par un convertisseur triphasé en tant que moteur à courant continu sans brosse.
Sur demande, le moteur peut aussi être livré pour un régime spécifique de vitesse/voltage plus réduit. Avec environ 1 kW de rendement pour un poids de 330g il obtient une densité de puissance qui est généralement reconnue comme étant inégalée dans le monde.
L’électrification est la seule technologie qui permet de faire baisser durablement les émissions de CO2, d’atteindre les objectifs environnementaux de 2025, et de continuer à les faire baisser, voire de les faire tendre vers zéro. Le défi porte sur la baisse du surcoût lié à l’électrification.
Enfin, de très importants efforts de recherche notamment dans les domaines de l’électronique de puissance et des batteries sont à déployer pour rendre le tarif de l’électrification abordable. Dans les deux cas, l’invention et le développement de nouveaux matériaux sont des verrous clés.
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