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L’Electroplane
samedi 10 septembre 2005, par

L’Electroplane

Il faut reconnaître que depuis longtemps, les engins à moteur électrique me passionnaient : (voir photo ci-dessous) :

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Premier véhicule électrique (1950)

la batterie (de camion !) ne durera qu’une vingtaine de secondes et je me brûlais les fesses avec le câble d’alimentation ! le caillou dans la main droite sert à appuyer sur le contact

Les plans d’un nouvel appareil étaient déjà bien avancés depuis longtemps, sur la base d’un moteur fixe au niveau du bord de fuite, avec hélice repliable vers l’arrière comme sur le PIUMA ou l’EXEL, solution simple et sûre qui me paraît plus adaptée à l’U.L.M. que le moteur rentrant. Mais les progrès fulgurants des accus et des moteurs électriques, le (très relatif) succès du SILENT électrique (classé ULM) et de l’ANTARES (planeur électrique de hautes performances : voir ci-dessous), tous deux de fabrication Germanique (il n’y a qu’eux pour s’intéresser réellement aux concepts écologiques) me décidèrent à sauter un pas qui m’excitait fort depuis longtemps : mon nouvel appareil sera donc électrique, avec un moteur en pylône et une hélice propulsive de très grand diamètre repliable vers l’arrière.

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ANTARES
(JPG)
Icaré 2

Les travaux commencèrent sans tarder, début octobre 2001, sur la base des plans existants de l’Amphiplane revus et corrigés. Cette fois, animé d’un optimisme à toute épreuve (Ô combien injustifié comme on le verra plus loin !), je résolus d’envisager une commercialisation en kit, donc la réalisation d’un fuselage en plastique moulé : un travail de romain puisque cela nécessite :

-  la réalisation d’une matrice et bois très soignée et d’une finition parfaite...un vrai travail de fou ...d’autant qu’au mois de mai, quand tout était prêt au moulage, il a commencé à faire chaud et le bois en séchant s’est mis à se fendiller et à se gondoler généreusement ; la finition était donc toute à refaire !

-  sur cette matrice j’ai réalisé le moule femelle en polyester, en trois parties .

-  (temps total pour la matrice et le moule : environ 7 mois à 140 h/mois, soit environ 1000 heures).

-  enfin, dans ce moule j’ai réalisé en fibre de verre et de carbone le fuselage proprement dit .(commencé début juin 2002, terminé en novembre soit 6 mois à 140 h/mois = 840 h) (JPG)

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Motoplaneur électrique Fuselage terminé : avant en verre, arrière en carbone

Motoplaneur électrique Fuselage terminé et peint

noter le parachute en appuie-tête et le mannequin figurant le moteur

Bien entendu, durant tous ces travaux, je me préoccupais de cerner les problèmes concernant la motorisation électrique : recherche des fournisseurs moteurs et accus, calculs divers concernant la quantité d’énergie à emmagasiner et le temps de vol possible avec un poids forcément limité de batteries : ce travail s’est avéré relativement simplifié par le fait qu’entre le moment de mes premières approches, en 2000, et la fin de mes travaux en 2003, les progrès techniques concernant les batteries ont été fulgurants ; la masse nécessaire passant d’environ 40 kg (batteries Cd-Ni) à moins de 20 kg, voire 15 kg avec la toute nouvelle génération d’accus Lithium-Polymères. On trouvera ci-après un petit calcul simple permettant de se faire une idée de la question.

Energie nécessaire pour monter à 800 m, un moto planeur de 240 kg de masse totale, en 6 minutes

Ascension totale : 800m + 252m (vitesse de chute : 0,7 m/s) = 1.052 m

E = 1.052 m x 2400 N = 2.525 kNm = 2.525 kJoule

1 Wh = 3,6 kJ d’où E = 2.525/3,6 = 701 Wh = 0, 7 kWh

rendement moteur : 0,85 rendement hélice 0,7 rendement motorisation 0,85x0,7 = 0,6

donc énergie nécessaire pour la montée : 0,7 kWh / 0,6 = 1, 16 kWh

à cela il convient d’ajouter le décollage, soit 10 s à 15 kW = 0, 04 kWh

donc énergie totale : 1,2 kWh

parlons puissance maintenant :

1.052 m en 6 minutes soit 2,92 m/s x 240 kg = 700 kgm/s / 75 = 9,35 CV = 6, 88 kW

Avec rendement motorisation de 0,6

Puissance nécessaire : 15,58 CV = 11, 46 kW

Puissance prévue : 17 CV = 13 kW

Soit pendant 6 minutes : 1, 3 kWh

Donc avec 1, 5 kWh, marge de sécurité de 15 % minimum,

et plus probablement 30 %

Ouf !! un peu de maths niveau Certificat d’Etudes, ça fait du bien, non ? (si on m’avait dit ça quand j’étais petit !)

Après avoir fait à peu prés le tour de la question technique, je m’employais à cerner les problèmes financiers...là bien sûr, il y a un os, et un maous ! tout ça coûte très cher, bien plus cher qu’un moteur thermique classique (environ 10.000 € pour une solution « minimaliste » avec accus Cadmium-Nickel et moteur à courant continu réducté, environ 25.000 € pour une solution « au top » avec accus Lithium-Polymère et moteur bruschless à bas régime, contre seulement 2.000 à 2.500 € pour le moteur thermique, donc 10 fois plus cher, ouil !)...

Las, qu’importe, me dis-je !!! (noter le style littéraire !)...ce projet est si séduisant, si innovant, tellement « dans le vent » surtout sur le plan écologique (appareil parfaitement silencieux, ne produisant aucun rejet de CO2, excellent rendement énergétique), que tous les intervenants concernés (Grandes Ecoles : Supélec ; Chargés de l’innovation : ANVAR ; chargés de l’environnement : ADEME et ministère de l’Environnement ; producteurs d’électricité : EDF ; et bien entendu les fabricants de moteurs et de batteries) ne manqueront pas de se passionner pour le projet et de vouloir profiter de l’extraordinaire publicité que pourrait leur apporter le 1er planeur électrique Français !!!

De plus, je présentais aux susdits intervenants un dossier parfaitement « ficelé » techniquement et physiquement puisque le prototype était en cours d’achèvement, ce qui représentait déjà un énorme investissement en temps et en argent qu’ils n’avaient pas à supporter.

Parallèlement, j’eus la chance de faire paraître dans la revue spécialisée « vol à voile » (juillet-août 2003) un excellent article de 6 pages texte et photos, sur lequel je comptais beaucoup pour me faire connaître dans ce milieu et éventuellement constituer une équipe ...

Ô vertus de l’illusion ! Ô désastre de l’optimisme !

Je consacrais les années 2003 et 2004 à rechercher ce financement, à frapper à toutes les portes...en vain ! J’ai été baladé de bureaux en bureaux, de services en services, rencontrant parfois un intérêt poli, la plupart du temps l’indifférence.

A l’issue de ces tractations, il ne ressortit que deux vagues promesses :

-  de l’ANVAR la promesse d’une aide de 30% de montant de l’investissement « électrique », déduction faite de l’investissement « thermique »...quelle générosité pour une administration qui distribue « à tout-va » !

-  du plus gros fabricant français de moteurs électriques (LEROY-SOMER), la promesse d’un prix « d’ami » pour l’étude et la réalisation d’un moteur spécial.

Quant à l’article de « vol à voile », en dehors du rédac-chef Jean Molveau qui m’a apporté tout son soutien, son intérêt et sa sympathie, je n’en ai eu pratiquement aucun retour, à part quelques coups de fils de farfelus sans intérêt .

Pourtant, pendant ce temps, j’achevais mon appareil, en y apportant un soin inouï :

les ailes sont commencées en mars 2003, terminées en décembre de cette même année. (soit 10 mois à 140 h/mois = 1400 h... J’arrive donc à un total d’environ 3200 heures de boulot ! (valeur très approximative : je ne pointe pas comme à l’usine, quand même !)...j’avais jamais fait le compte ! c’est de très loin la plus longue réalisation de mon existence ! et je ne compte pas les heures passées sur mon ordinateur et au téléphone.

A l’évidence, ce n’est pas une opération que je pouvais mener sur fonds propres, mais surtout c’est une opération que je ne pouvais techniquement et moralement mener seul ; notamment sans l’appui des constructeurs de moteurs et de batteries. Que pouvais-je faire tout seul et avec mes faibles ressources et mes compétences limitées ?

C’est donc au bout d’un an de lutte et de désillusions que j’ai abandonné, la rage au cœur, sans grand espoir de trouver une solution et un soutien...

J’ai envisagé un temps de revenir à une motorisation thermique, et j’ai même emprunté le KÖNIG (tricylindre en étoile) de mon copain Frédéric, qui croupissait au fond de son garage, monté sur le très médiocre PIUMA...mais décidément, je n’ai pas le courage de revenir en arrière : ce sera de l’électrique ou rien (à ce jour de juillet 2005 c’est toujours rien !)

Voilà, le chapitre de l’Electroplane est fini...beaucoup de travail pour pas grand chose !

Et je n’ai même pas eu le courage de le sortir du garage et de le monter pour faire les dernières photos !

Motoplaneur électrique

A noter les lignes très pures du raccordement ailes-fuselage, et le mannequin figurant le futur moteur électrique

Motoplaneur électrique L’une des dernières photos !

depuis, les ailes ont été terminées...mais non peintes et l’appareil n’est plus sorti de l’atelier...donc plus de photos !

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