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Un avion a volé sans hélice ni réacteur et ça pourrait révolutionner l'aviation

Des chercheurs du MIT ont réussi cette prouesse avec un «moteur ionique».
Nature

Imaginez, un avion silencieux et non polluant. Cela peut ressembler à de la science-fiction, mais grâce à des chercheurs du MIT, un tel appareil existe aujourd'hui. Il fonctionne sans hélice ni réacteur, mais avec un "moteur ionique". Il est par contre encore minuscule, 5 mètres de large, et très léger. Mais il a volé pour la première fois alors qu'on a longtemps pensé une telle chose impossible.

C'est ce que l'on apprend dans un article publié dans la revue Nature, ce mercredi 21 novembre. L'appareil, de 5 mètres d'envergure pour 2,5 kg, a traversé un gymnase de 50 mètres à quelque 4,8 mètres par seconde. Les chercheurs espèrent maintenant tenter l'expérience avec des engins bien plus gros (et bien plus petits), même s'ils ne savent pas vraiment si nous pourrons un jour voler à bord d'un tel avion.

Comment celui-ci fonctionne-t-il? Grâce au "vent ionique", un concept imaginé il y a quelques décennies, qui semblait impossible à mettre en pratique. Les chercheurs du MIT ont réussi à déjouer ces pronostics en découvrant, via de complexes calculs, les bons ratios en termes de taille, poids, forme et puissance électrique de l'engin.

Le résultat peut sembler dérisoire, mais il faut se rappeler que le premier vol des frères Wright, en 1904, ne payait pas de mine et ne laissait pas préfigurer d'un monde où plus de 100.000 avions commerciaux sillonnent le ciel chaque jour.

Un vent ionique créé par électricité

À l'inverse d'un moteur classique, il n'y a ici pas de carburant ni d'hélice. Un champs électrique est créé autour d'un petit fil électrique, un "émetteur". Cela a pour effet d'exciter les électrons présents autour qui vont se "cogner" à des molécules d'air, qui vont elles-mêmes libérer des électrons (ionisation), créant une réaction en chaîne.

Ces molécules d'air ionisées vont alors se déplacer vers un "collecteur". En se déplaçant, elles vont se cogner avec des molécules d'air neutres, qui vont être propulsées vers l'arrière de l'avion. Ainsi se lève le vent ionique qui propulse l'avion.

Bien sûr, l'avion ne va pas très vite et n'a pas volé très loin. Mais c'était avant tout dû aux limites de l'exercice. Selon les calculs des auteurs, plus l'avion est fait pour aller vite, plus l'efficacité propulsive est importante. En clair, dans ce modèle, 2,6% de l'énergie électrique utilisée était vraiment transformée en énergie cinétique (la force qui propulse l'avion).

Un avion volant non plus à 4,8 mètres par seconde, mais à plus de 300, aurait une efficacité propulsive de 50%. Evidemment, tout cela reste très théorique pour le moment.

Pour commencer, des drones

Un tel procédé pourrait-il vraiment faire voler un lourd avion commercial? On en est loin et il est difficile de se prononcer pour le moment. Mais les modèles mathématiques des chercheurs suggèrent que l'avion Solar Impulse 2 pourrait être propulsé par ce type de moteur.

Quel intérêt, vu qu'il utilise déjà des batteries électriques? Justement, il y a une perte au moment où la batterie donne l'énergie nécessaire à un moteur classique pour tourner. Et cette perte est beaucoup moins importante avec un moteur ionique.

Lors d'une conférence de presse, les auteurs de l'article ont évoqué deux directions de recherches possibles: "On peut imaginer des avions plus rapides et plus grands, avec une limite encore inconnue. On peut aussi imaginer des véhicules plus petits, que nous n'avions encore jamais envisagé."

Dans un premier temps, une piste de choix est celle des drones, selon les auteurs. Ceux-ci sont souvent légers et petits. Surtout, le bruit qu'ils produisent est une vraie nuisance. Autre possibilité: la mise au point d'avions hybrides, avec un moteur classique et un moteur ionique, afin de diminuer le coût en carburant et donc les émissions de gaz à effet de serre.

Le vent ionique nous permettra peut-être de moins polluer l'air avec nos voyages de plus en plus nombreux. Mais il faut bien se garder de faire des prédictions optimistes ou pessimistes dans le domaine de l'aviation. Dans un éditorial, Nature rappelle avoir "solennellement prédit que le risque d'attaques aériennes était lointain" quatre ans avant la Seconde guerre mondiale, ou encore avoir affirmé dans les années 70 qu'un "avion propulsé à l'hydrogène pourrait voler d'ici la fin du XXe siècle".

Ce texte a été publié originalement dans le HuffPost France.

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