Cet article a été écrit par DaVinci Aviation, une start-up qui a travaillé sur un nouveau design d'avion d'affaires. DaVinci Aviation recherche des partenaires afin de faire passer leur idée à la prochaine phase de développement et votre aide est la bienvenue. N'hésitez pas à les contacter directement via le formulaire ci-dessous. Si vous souhaitez présenter votre idée de start-up à la communauté, veuillez contactez-nous ici.
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LE 21st CENTURY BUSINESS JET N'EST PAS ENCORE LÀ !
Le transport aérien est peut-être l'une des industries les plus surveillées pour son impact sur l'environnement, à juste titre ou non, d'ailleurs. Le réchauffement climatique incite les gouvernements mondiaux à définir et à appliquer des politiques de « zéro émission nette ». Dans l'aviation, ces politiques sont appliquées par des réglementations de plus en plus strictes qui forgeront la prochaine génération d'avions et de systèmes de propulsion pour l'aviation commerciale. Ainsi, l'aviation verte semble être une prochaine obligation de l'humanité avec les opportunités commerciales qui l'accompagnent.
En effet, ces dernières années, de plus en plus d'entrepreneurs, de startups, d'investisseurs et de la grande industrie elle-même se sont lancés dans cette course pour offrir une aviation plus verte. D'un côté d'innombrables (et comptent toujours) concepts de petits véhicules aériens électriques avec de nombreuses petites hélices réparties un peu partout ont été proposés par autant d'entrepreneurs et leurs startups pour délivrer l'UAM (Urban Air Mobility).
Compte tenu des défis de la réglementation manquante, sans parler de ceux de l'infrastructure manquante (tous deux encore longs à venir) et des opérations sûres dans les zones très peuplées, il semble un peu que l'UAM soit un besoin fraîchement inventé de donner au transport aérien électrifié une chance au moins à l'échelle urbaine, la seule dont les batteries avec leurs limitations actuelles pourraient être capables. Néanmoins, les investisseurs investissent des sommes non négligeables dans ce type de startups.
De l'autre, les grands constructeurs d'avions et les instituts de recherche ont (de longue date) initié des études de nouvelles configurations d'avions de transport exotiques à la recherche d'avions plus efficaces (c'est-à-dire moins gourmands en carburant).
Et en même temps, avec les grands motoristes, ils essaient de comprendre comment intégrer de nouveaux systèmes de propulsion hybrides dans les cellules actuelles sans renoncer trop au volume et au poids de la charge utile.
L'ÉLECTRIFICATION RENDRA-T-ELLE JAMAIS L'AVIATION PLUS VERTE ?
Afin de voler plus efficacement (et donc plus respectueux de l'environnement), le poids des avions est en fin de compte l'un des facteurs les plus importants et doit être réduit. Du point de vue d'aujourd'hui, il n'est vraiment pas clair combien de matériel supplémentaire dans les concepts actuels de propulsion électrique et hybride, tels que :
- moteurs électriques (principalement en fer et en cuivre),
- métiers à tisser à haute tension,
- dispositifs de dissipation de chaleur,
- convertisseurs de puissance
- générateurs de gaz pour la recharge en vol des batteries,
- Poids des batteries (pour chaque kilogramme de kérosène, il faut environ 11 kg de batteries pour générer la même poussée utilisable sur la même durée),
- qui ne se dissipe pas avec l'épuisement (contrairement au poids du carburant)
peut rendre un avion électrique efficace du tout.
Disons que nous étions sur le point de résoudre les problèmes de poids et de volume du matériel qui viennent d'être évoqués et d'obtenir une augmentation de la densité énergétique d'un facteur 13 (actuellement ~300Wh/kg - nécessaire pour remplacer le carburant en vol longue distance : ~4000Wh /kg) des batteries. Pourrions-nous électrifier l'aviation tout de suite ?
La question suivante est : d'où rechargerions-nous un grand nombre (des millions ?) de batteries ? Aujourd'hui, nous pourrions au mieux les brancher aux réseaux électriques qui sont principalement alimentés par des combustibles fossiles et nucléaires.
Et puis, où obtiendrions-nous de tous les minéraux pour construire ces nombreuses batteries et les remplacer au fur et à mesure qu'elles s'épuisent (la durée de vie de la batterie n'est que de quelques années).
Afin de voler vraiment vert avec des batteries, un autre ensemble de problèmes majeurs doit d'abord être résolu :
- Créer l'infrastructure mondiale pour recharger les batteries à partir de sources d'énergie renouvelables (vent, soleil, eau…). Brûler une sorte de carburant dans une centrale électrique, générer de l'énergie électrique, la stocker dans des batteries puis la récupérer de la batterie elle-même est un processus moins efficace que de brûler directement du carburant dans une chambre de combustion de moteur.
- Trouvez un moyen d'extraire et de traiter les minéraux des batteries à grande échelle pour alimenter l'aviation (et l'automobile d'ailleurs) de manière autant « 0 émission nette ».
- Trouvez un moyen de recycler efficacement les matériaux de construction des batteries épuisées. Échouer à ce dernier défi créerait bientôt un problème de pollution mondial supplémentaire aussi accablant que les déchets plastiques eux-mêmes.
Honnêtement, nous ne voyons encore personne, ni les gouvernements ni les partisans de l'électrification, relever ces immenses défis.
Même si tous ces problèmes pourraient être résolus un jour afin de permettre une aviation plus verte, du point de vue d'aujourd'hui, aucune application pratique ne sera à portée de main de si tôt, et peut-être, étant donné les proportions des nombreux défis techniques et politiques, il a gagné ce ne sera pas pour les quinze à vingt prochaines années. Et si c'est un coup dur pour l'environnement, il en va de même pour les opportunités commerciales.
UNE OPPORTUNITÉ POUR L'AVIATION VERTE ET POUR LES ENTREPRISES EXISTE MAINTENANT
Dans cette ruée, personne ne semble avoir réalisé qu'il existe une branche entière de l'aviation, l'aviation d'affaires, où une opportunité cachée mais énorme est disponible en ce moment pour voler plus écologique, remplissant ainsi notre obligation envers notre planète natale et faire de gros profits au en même temps.
Celui de l'aviation d'affaires est un marché assez rémunérateur pour les constructeurs actifs sur ce segment.
Ce ne sont là que quelques mais très bons exemples au cours des dix dernières années de la manière dont ces fabricants ont pu bénéficier d'un flux de commandes très satisfaisant dès la date d'entrée en service de leurs nouveaux produits.
En général, le marché des BJ a été très animé au cours de la dernière décennie et il devrait croître encore plus à l'avenir, surtout si les autorités chinoises mettent leurs espaces aériens à la disposition de l'aviation privée.
Enfin et surtout, si l'effet immédiat de la pandémie a touché l'ensemble de l'industrie aéronautique ainsi que les chaînes d'approvisionnement, la réaction des particuliers et des entreprises riches à cette période COVID est de considérer l'aviation privée comme un moyen d'éviter les grandes foules. avions commerciaux et aérogares.
D'autre part, ce marché est entièrement occupé par un tas d'entreprises, que pour la réputation de la marque et de la technologie, on pourrait appeler les Ferrari et Porsche de l'aviation. Ils n'ont laissé aucun créneau dans aucun segment.
Où est donc cette opportunité de commencer à rendre l'aviation plus verte maintenant et d'en tirer profit ?
DOMAINES D'INNOVATION RADICALE
Cela peut être surprenant, mais la plupart des éléments aérodynamiques et structurels d'un avion d'affaires moderne n'ont pas beaucoup changé depuis l'introduction du premier jet privé dans les années soixante du siècle dernier. Certains des arguments de vente les plus importants d'un BJ, tels que le plancher et la hauteur de la cabine ininterrompus, conduisent la disposition de l'avion de manière à ce qu'il y ait des inefficacités inhérentes (structurellement et aérodynamiquement) à ce type de conception.
Eh bien, imaginez un instant que vous puissiez apporter sur un marché plein de produits « copiés au carbone » à peine distinguables les uns des autres, un avion qui avec ses lignes élégantes mais futuristes semble sortir tout droit d'un film de science-fiction. Et imaginez que cet avion puisse offrir
- amélioré jusqu'à 30+% d'autonomie spécifique (combien de kilomètres parcourus par un avion par livre de carburant brûlé) par rapport aux avions existants
- réduction des émissions de CO2 en conséquence
- offrent plus de confort de cabine et d'équipements aux passagers que les conceptions existantes ne le font
- pour créer une opportunité commerciale de 500+m$/an dans le segment de marché des jets d'affaires
- et être un précurseur pour remodeler l'aviation commerciale aussi
- le potentiel d'accueillir tout type de futurs systèmes de propulsion (tout électrique, hybride, hydrogène…) s'ils deviennent disponibles et sont vraiment plus efficaces que les actuels.
Chez DaVinci Aviation, nous partons avec ces objectifs en tête. Nous avons repensé de fond en comble les éléments des conceptions actuelles et nous avons réinventé le jet d'affaires pour en faire un avion véritablement respectueux de l'environnement du 21e siècle.
Nous pensons avoir réussi ce processus et nos projections de performances, basées sur nos travaux d'ingénierie, montrent un avantage significatif de notre concept, par rapport à l'avion dans deux segments de marché à la fois (avions d'affaires légers et moyens).
Nous pouvons proposer une cellule de conception plus écologique, c'est-à-dire une consommation (et donc des émissions) inférieure à une vitesse de croisière égale ou supérieure à celle des avions existants dans les deux segments de marché ci-dessus.
À la lumière de la prise de conscience environnementale croissante des individus et des gouvernements, un avion plus écologique signifie une acceptation plus large par le grand public, les agences de certification, les dirigeants politiques, les hommes d'affaires et les entreprises soucieux de l'environnement.
LA VOIE À SUIVRE
Nous avons développé un design au stade du concept. La conception conceptuelle est une pratique courante et fondamentale chez chaque grand constructeur d'avions pour établir la solidité d'un concept du point de vue technique et marketing avant de passer à la phase de conception préliminaire exigeante. C'est ce que nous pourrions réaliser avec nos propres ressources.
Les toutes prochaines étapes sont fondamentales et pourtant peu exigeantes financièrement et en temps : une vérification plus détaillée de nos résultats est nécessaire pour confirmer nos prédictions et consolider le potentiel du concept, par exemple dans des missions spéciales telles que l'ambulance aérienne. Pour atteindre cet objectif, des modèles aérodynamiques et structurels virtuels de l'avion doivent être créés. Le modèle aérodynamique serait exécuté dans une soufflerie virtuelle (mathématique) afin de prédire la traînée aérodynamique et d'autres caractéristiques de stabilité de la configuration proposée avec une plus grande précision. Le modèle de disposition structurelle fournirait un aperçu de la faisabilité structurelle, de la disposition générale des éléments de l'avion, de la technologie des matériaux requise et une estimation plus précise du poids à vide de l'avion. L'effort financier de cette phase pourrait être de l'ordre de 250k€.
En supposant que le concept passe l'examen avec brio, comme on s'y attend, il faudrait créer une machine financière et technique, l'entreprise, capable de donner vie, de certifier et de commercialiser le concept.
Un projet comme celui-ci serait de l'ordre de 500m$ sur une échelle de temps d'environ 6 ans répartis grosso modo comme suit :
• Conception préliminaire à PDR - 1.2 an - 70 millions
• Conception détaillée au CDR -1.5 ans - 90m$
• 1 prototype de construction – 8m$ – 3 requis
• Développement (ingénierie et test en vol) – 2 ans – 180m$
• Certification (ingénierie et test en vol) et marketing – 1.2 an – 110m$
Ces chiffres s'appliquent à un constructeur expérimenté et bien organisé, c'est-à-dire un constructeur ayant une expérience préalable dans la conception, la construction, la certification et la commercialisation d'un aéronef complexe. Cependant, des startups telles que Boom, Tesla, Blue Origin et SpaceX sont la preuve vivante que les grandes visions ne rendent aucun objectif suffisamment difficile à atteindre.
