« 1 000 ch » : ce moteur électrique record concentre la puissance d’une Tesla Plaid EV dans un appareil de la taille d’un fût de bière
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Le moteur Fraunhofer IISB délivre 1 000 chevaux dans un ensemble de 94 kg
La densité de puissance atteint 8 kW par kg, surpassant les moteurs de véhicules électriques classiques.
Un seul moteur équivaut à trois moteurs Tesla Plaid pour une puissance totale (mais l’article ne parle pas du rendement, chose très importante également, il serait peut-être plus adapté à l’aviation).
Le moteur Fraunhofer IISB fonctionne à environ 21 000 tr/min (version hydrogène)Un nouveau moteur électrique développé par l’Institut Fraunhofer pour les systèmes intégrés et la technologie des dispositifs délivre 1 000 chevaux à partir d’une unité de la taille d’une bouteille de gaz de 12,5 kg et ne pesant que 94 kg.
Le moteur atteint une densité de puissance de 8 kW par kilogramme, ce qui dépasse celle des moteurs de véhicules électriques classiques, qui se situe entre 2 et 4 kW par kilogramme.
Même les moteurs d’aviation les plus performants plafonnent généralement à 5 ou 6 kW par kilogramme, ce qui fait de cet appareil un progrès considérable.
Comment un bobinage en épingle à cheveux et un refroidissement par huile permettent de développer 1 000 ch dans un ensemble de 94 kg
Le moteur utilise 4 enroulements en épingle à cheveux triphasés au lieu de fils de cuivre conventionnels, ce qui permet d’intégrer plus de cuivre dans le même espace.
Cette configuration produit un courant plus élevé et une puissance supérieure tout en assurant un meilleur refroidissement et une résistance mécanique accrue.
Le refroidissement par pulvérisation d’huile directe évacue la chaleur plus rapidement que le refroidissement par air traditionnel, permettant ainsi une production plus élevée sans surchauffe.
La combinaison de ces techniques permet au moteur de rester compact, ce qui est essentiel pour les applications aéronautiques où l’espace et le poids sont des facteurs critiques.
À titre de comparaison, la Tesla Model S Plaid utilise trois moteurs pour atteindre environ 1 020 chevaux, tandis que ce moteur unique atteint une puissance presque identique.
Une autre innovation majeure réside dans l’utilisation, par le moteur, de l’acier NO15, qui ne mesure que 0,15 millimètre d’épaisseur, soit environ la moitié de l’épaisseur utilisée dans la plupart des moteurs électriques ; or, un acier plus fin produit moins de courants de Foucault.
La réduction des courants de Foucault entraîne une diminution de la chaleur et une meilleure efficacité, notamment à haut régime. Le nouveau moteur peut fonctionner à environ 21 000 tr/min.
Il est également construit avec quatre sections indépendantes, chacune dotée de son propre enroulement, onduleur et système de contrôle ; ainsi, si une section tombe en panne, les trois autres continuent de fonctionner, ce qui est essentiel pour la sécurité des aéronefs.
Ce moteur a été développé dans le cadre du projet AMBER, un programme européen d’aviation propre visant à promouvoir la propulsion hybride électrique à pile à combustible à hydrogène pour les avions régionaux.
Ce projet vise à réduire les émissions de dioxyde de carbone du secteur aérien d’au moins 30 % par rapport aux avions régionaux de l’année 2020.
Le turbopropulseur avancé Catalyst d’Avio Aero est associé à ce moteur, et GE Aerospace participe également au consortium.
Cependant, l’institut Fraunhofer IISB a développé le moteur entièrement, du concept à la validation, en suivant les normes aérospatiales.
Un moteur de 94 kg développant 1 000 chevaux est objectivement impressionnant, mais l’écart entre un prototype validé en laboratoire et un matériel aéronautique certifié reste considérable.
Le calendrier du projet AMBER est également ambitieux, mais il reste à prouver que les piles à combustible à hydrogène peuvent fournir une énergie fiable pour les liaisons régionales.
Néanmoins, pour une industrie qui mesure le progrès en décennies, ce moteur représente une véritable prouesse d’ingénierie.
Commence par faire le nécessaire, puis fait ce qu'il est possible de faire, et peut-être finiras-tu par réaliser l'impossible.
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