Propulsion électrique

[AlphaCentaury]

Bonjour !

 

Serait-il possible d'utiliser la propulsion électrique pour faire voler des avions, par exemple ? Je me dis que ce serait mieux, par rapport à des moteurs consommant du combustible fossile.

[chatbleu54]

Déjà fait, en plus avec des cellules solaires ! Et il a fait le tour du monde.

[hibou]

Salut,

 

Ben oui il semblerait que ça soit parfaitement possible.

 

Easyjet ambitionne un court-courrier tout électrique d'ici 10 ans.

http://www.francetvinfo.fr/economie/aeronautique/la-compagnie-easyjet-promet-un-avion-de-ligne-tout-electrique-d-ici-dix-ans_2391822.html

 

Voilà pour les perspectives, en attendant l'avion électrique est déjà une réalité.

 

http://www.futura-sciences.com/tech/actualites/tech-lilium-jet-premier-avion-electrique-decollage-vertical-fait-son-bapteme-air-67092/

 

J'ai même entendu dire qu'un avion à l'énergie solaire a bouclé un tour du monde...

 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse

 

Bon vol.

[syncopatte]

Déjà fait, en plus avec des cellules solaires ! Et il a fait le tour du monde.

 

Moi aussi j'arrive à rallier le point "A" au point "A" sans une goutte de carburant!

 

Et de surcroît ça me prend moins de temps.

 

[chatbleu54]

Moi aussi j'arrive à rallier le point "A" au point "A" sans une goutte de carburant!

 

 

hum, l'alcool c'est aussi du carburant !

[Fred_76]

Oui mais ce sont des tous petits avions capables soit de porter une seule personne, loin mais très lentement (40000 km en 1 an soit une moyenne de moins de 5 km/h), soit deux (et encore, uniquement sur le papier), mais pas très vite (300 km/h) et sur 300 km seulement.

 

Le problème est comme toujours le stockage de l'énergie électrique. Ça pèse très lourd et on n'en stocke pas beaucoup.

[AlphaCentaury]

Ah, je crois que je me suis mal fait comprendre. Je voulais parler de propulsion électrique similaire à celle utilisée par certaines sondes : moteurs plasmas, moteurs ioniques, etc.

 

Ce genre de truc, quoi :

 

 

Etant donné que les moteurs ne sont pas super puissants, du moins, pas pour un vaisseau spatial, ils pourraient l'être éventuellement pour des avions, non ?

Modifié 17 octobre 2017 par AlphaCentaury

[Mago67]

"Pas super puissants", c'est un doux euphémisme .

 

Actuellement, on parle de 1/10 de newton. Ca ne suffirait même pas a faire avancer un avion en papier.

[Astrild]

Le seul problème est : avec quoi produit-on suffisamment d'électricité pour faire fonctionner la propulsion électrique. Quand on aura réglé ce problème on trouvera des systèmes de propulsion qui vont bien.

[AlphaCentaury]

Ah ouais, tant que ça ? Et pas moyen d'avoir plus de puissance en améliorant le bouzineau ?

 

Le seul problème est : avec quoi produit-on suffisamment d'électricité pour faire fonctionner la propulsion électrique. Quand on aura réglé ce problème on trouvera des systèmes de propulsion qui vont bien.

 

Je ne parle pas des systèmes du type Solarstratos et consort où une batterie fait tourner une hélice, je parle de moteurs à réaction utilisant des charges électriques pour propulser un engin, atmosphérique ou spatial.

Modifié 17 octobre 2017 par AlphaCentaury

[AlphaCentaury]

Dans l'actualité, un moteur ionique a fourni 5,4 N de poussée. Effectivement, on est loin des 3,91 kN de poussée d'un Turboméca Marboré de Fouga Magister. On est loins d'un Rafale, on pourrait même pas faire rouler un Colomban Cri-Cri... '-'

 

En fait, un réacteur pour modèle d'avion typique, comme le Jetcat P400RX, fourni une poussée unitaire de 395 N. Effectivement, un moteur ionique est tout juste capable de faire s'envoler une feuille de papier...

 

Bon, pour un sèche-cheveux/lampe à bronzer, c'est pas mal...

Modifié 17 octobre 2017 par AlphaCentaury

[Ygogo]

...et il ne faut pas oublier que les moteurs ioniques ne peuvent fonctionner correctement que dans le vide... là où les ailes des avions n'auraient rien pour "s'appuyer"

[Ygogo]

(...)

 

C'est tout le problème du voyage spatial : tout objet (masse) nécessite une quantité d'énergie suffisante pour déplacer son propre "poids" et vaincre la gravité qui est partout.

(...)

Soit dit en passant, ce n'est pas le systeme de propulsion qui fait voler un avion. Celui ci ne sert qu'à générer la portance, une des quatre forces qui à l'équilibre, permettent à un avion de voler

(...)

 

Voilà deux affirmations très très très discutables, et qui risquent (me semble-t-il) d'embrouiller les idées des lecteurs non familiers avec la physique du vol (atmosphérique ou spatial)...

Mais si on commence à discuter là-dessus, ça n'aura plus rien à voir avec le sujet initial.

Et puis tu n'as pas forcément envie d'en discuter !

Modifié 18 octobre 2017 par Ygogo

[Fred_76]

Bonjour !

 

Serait-il possible d'utiliser la propulsion électrique pour faire voler des avions, par exemple ? Je me dis que ce serait mieux, par rapport à des moteurs consommant du combustible fossile.

 

La question initiale concernait les avions, pas les engins spatiaux.

 

Si on considère la technologie actuelle, les avions électriques ne permettent pas de voyager rapidement tout en transportant beaucoup de voyageurs ou de charge.

 

Les seuls prototypes qui existent ou ont existé ne permettaient d'embarquer qu'une personne (voire aucune) et avaient soit une autonomie ridicule (pour aller vite) ou une vitesse ridicule (pour aller loin), et dans tous les cas une capacité de charge utile ridicule.

 

Les systèmes de propulsion ioniques sont hors sujet. Ils ne fonctionnent que dans l'espace et sont de surcroît de très très très faible puissance.

 

Les systèmes de récupération d'énergie solaire ne fournissent pas assez d'énergie pour faire voler un appareil rapidement : il plane plus qu'il ne vole. Les systèmes de stockage d'électricité sont très lourds et entament sérieusement la rentabilité de l'avion qui doit trimbaler toutes ses batteries en plus de sa charge utile.

 

Actuellement, les avionneurs travaillent beaucoup sur une motorisation des roues des avions, soit embarquée soit au sol (avec un tracteur) qui leur permettrait de rouler au sol uniquement avec de l'électricité (les batteries resteraient aussi au sol dans un engin). Comme le roulage au sol des avion est responsable d'une énorme consommation de kérosène, c'est vraiment une chose à faire.

 

Mais une fois prêt à décoller, il n'y a pour l'instant pas mieux que l'énergie chimique pour décoller puis voler...

 

On peut rêver que la technologie électrique permette un jour de remplacer le kérosène des avions de ligne, c'est pour le moment de la science fiction.

 

On peut par contre considérer du combustible renouvelable à la place du combustible fossile (distillation de bois, de plantes ou algues fermentées...). Au moins on ne balancera pas dans l'atmosphère le CO2 qui avait été capté et fixé dans le sous sol il y a des millions d'années.

Modifié 18 octobre 2017 par Fred_76

[charpy]

ces moteurs ont une poussée très faibles mais une grande impulsion spécifique. en gros pour résumer ils ont peu de force mais le font avec une consommation extrêmement faible en carburant.

 

l'un des facteurs limitant leur poussée c'est l'énergie qu'il faut pour accélérer les ions. comme les sondes voyagent des années dans l'espace il suffit de leur coller qq panneaux solaires sur le dos et un petit réservoir pour les voir accélérer en continu pendant des années. au final ça fait une grande vitesse avec peu de matière utilisée. la sonde capte l'énergie d'accélération au fur et a mesure, un peu comme l'avion solaire.

 

pour avoir une forte poussée il faudrait disposer de plusieurs MW électrique (réacteurs à fusion), des supraconducteurs qui supportent des champs magnétiques colossaux...etc. techniquement on en est hyper loin.

[hsdforever]

La question initiale concernait les avions, pas les engins spatiaux.

 

Si on considère la technologie actuelle, les avions électriques ne permettent pas de voyager rapidement tout en transportant beaucoup de voyageurs ou de charge.

 

Les seuls prototypes qui existent ou ont existé ne permettaient d'embarquer qu'une personne (voire aucune) et avaient soit une autonomie ridicule (pour aller vite) ou une vitesse ridicule (pour aller loin), et dans tous les cas une capacité de charge utile ridicule.

 

Les systèmes de propulsion ioniques sont hors sujet. Ils ne fonctionnent que dans l'espace et sont de surcroît de très très très faible puissance.

 

Les systèmes de récupération d'énergie solaire ne fournissent pas assez d'énergie pour faire voler un appareil rapidement : il plane plus qu'il ne vole. Les systèmes de stockage d'électricité sont très lourds et entament sérieusement la rentabilité de l'avion qui doit trimbaler toutes ses batteries en plus de sa charge utile.

 

Actuellement, les avionneurs travaillent beaucoup sur une motorisation des roues des avions, soit embarquée soit au sol (avec un tracteur) qui leur permettrait de rouler au sol uniquement avec de l'électricité (les batteries resteraient aussi au sol dans un engin). Comme le roulage au sol des avion est responsable d'une énorme consommation de kérosène, c'est vraiment une chose à faire.

 

Mais une fois prêt à décoller, il n'y a pour l'instant pas mieux que l'énergie chimique pour décoller puis voler...

 

On peut rêver que la technologie électrique permette un jour de remplacer le kérosène des avions de ligne, c'est pour le moment de la science fiction.

 

On peut par contre considérer du combustible renouvelable à la place du combustible fossile (distillation de bois, de plantes ou algues fermentées...). Au moins on ne balancera pas dans l'atmosphère le CO2 qui avait été capté et fixé dans le sous sol il y a des millions d'années.

 

 

 

Il faut juste retenir que l'électricité n'est pas l'avenir dans le transport.

Peut être dans 400ans.

 

Sur un véhicule ne nécessitant que peu de puissance ça le fait mais pour une courte durée/distance.

Mais pour les autres qui nécessite beaucoup de puissance sur du long terme comme les camions ou pire les bateaux ou pire les avions ou pire les fusées, c'est la technologie de propulsion la plus inutile et ridcule du monde.

 

Alors on fait des tests, on fait cuicui les oiseaux avec un planeur solaire mais concrètement ce foutu coucou n'emporte rien, est super dangereux, n'a aucun confort, ne vole que quand 87 conditions sont réunies, coute un bras, depend d'énergie fossiles epuisables et non verte et va moins vite qu'un ballon qui a fait le tour de la terre plus vite que lui avec une conso de 0 et moins de problèmes.

 

A la limite un strato reacteur est plus efficient pour l'aérien à grande distance.

Et on ferait bien d'avoir des portes conteneurs à propuls nucléaire. Côté pollution c'est déjà mieux. Si ça explose pas. Mdr

 

Bref, sur la propuls on est pas sauvé...

[Ygogo]

(...) ma théorie. (...)...

 

Répondez à la question suivante : "Une succession d'affirmations hasardeuses constitue-t-elle une théorie ?" Vous avez 30 minutes

.

(...) Si elle peut être pédagogique en même temps pour expliquer les base de la mécanique du vol aerien, alors, c'est encore mieux ! (...)...

 

Ben voyons ! C'est un défi ? A quel niveau faut-il placer l'explication ?

[Albuquerque]

C'est tout le problème du voyage spatial : tout objet (masse) nécessite une quantité d'énergie suffisante pour déplacer son propre "poids" et vaincre la gravité qui est partout.

 

Oh la la. Exemple de l'art de produire du gloubi-boulga à la fois vrai et faux et d'exiger ensuite qu'on explique, si on n'aime pas, pourquoi c'est du bavardage sirupeux, alors qu'il faudrait plusieurs pages pour démêler ça.

 

Soit dit en passant, ce n'est pas le systeme de propulsion qui fait voler un avion. Celui ci ne sert qu'à générer la portance

 

Absolument pas hors cas particuliers comme le soufflage de la voilure.

 

 

.

Modifié 19 octobre 2017 par Albuquerque

[AlphaCentaury]

Je suis d'accord. J'ai entendu moult fois, de la part d'amis ingénieurs aéros (étudiants ou pas...) que l'on conçoit un avion autour du/des moteur(s).

 

Pourquoi la propulsion ionique/magnétoplasmachinchose (ya trop de noms !! ) ne foncionnent elle que dans le vide ?

[Eric S]

Pourquoi la propulsion ionique/magnétoplasmachinchose (ya trop de noms !! ) ne foncionnent elle que dans le vide ?

 

Pour la même raison que les accélérateurs de particule et les tubes cathodiques sont dans le vide: parce que les ions ont une faible durée de vie de l'air. Ils rencontrent rapidement et violemment une molécule d'air avec qui ils réagissent chimiquement.

[charpy]

Il faut juste retenir que l'électricité n'est pas l'avenir dans le transport. Peut être dans 400ans.

 

Sur un véhicule ne nécessitant que peu de puissance ça le fait mais pour une courte durée/distance.

Mais pour les autres qui nécessite beaucoup de puissance sur du long terme comme les camions ou pire les bateaux ou pire les avions ou pire les fusées, c'est la technologie de propulsion la plus inutile et ridcule du monde.

 

je crois tout à fait l'inverse, on arrive à un tournant

 

surtout pour les gros bateaux : renseigne toi bien ils ont parfois une génératrice diesel et ensuite un moteur électrique pour la propulsion !!! le queen mary 2 c'est pas un petit jouet pour baignoire!

c'est bon pour la maniabilité, le bruit, l'énergie à bord, la fiabilité et c'est même économique en carburant...

 

le problème de l'électricité batterie c'est la faible densité énergétique qui demande un stockage démesuré. pour des engins volant c'est un point critique, mais pour un bateau ou un engin roulant régulièrement ça passe sans souci. sinon pour palier au stockage il y a les caténaires, le TGV, les tram et certains bus sont électriques.

[hsdforever]

C'est pas le moteur électrique qui pose problème, c'est son alimentation.

[Albuquerque]

Un petit calcul de la consommation minimum d'un avion commercial électrique.

Supposons un avion de 100 tonnes volant à sa vitesse de finesse maximum, celle-ci valant 20.

Sa traînée est de 100 tonnes / 20, soit 50 000 newtons.

A kilomètre parcouru il consomme ainsi :

50 000 x 1 000 = 50 millions de joules

S'il est propulsé par des hélices, imaginons que tous rendements inclus il faille en réalité 60 MJ = 16,7 kWh au kilomètre

Avec des batteries contemporaines de qualité emportant 250 Wh/kg, l'avion vide au kilomètre : 6,7 / 0,25 = 67 kg de batteries.

Puisqu'il pèse 100 tonnes en charge, libre à vous d'arbitrer entre masse à vide, chargement et batteries.

[AlphaCentaury]

Pour la même raison que les accélérateurs de particule et les tubes cathodiques sont dans le vide: parce que les ions ont une faible durée de vie de l'air. Ils rencontrent rapidement et violemment une molécule d'air avec qui ils réagissent chimiquement.

 

Ah d'accord, j'aurais dû y penser...

[montmein69_2]

Pour la même raison que les accélérateurs de particule et les tubes cathodiques sont dans le vide: parce que les ions ont une faible durée de vie de l'air. Ils rencontrent rapidement et violemment une molécule d'air avec qui ils réagissent chimiquement.

Ah d'accord, j'aurais dû y penser..

.

Pour corriger (ou plutôt préciser), l'air étant un mélange de gaz, il y a plusieurs sortes de molécules dans ce mélange : molécules de dioxygène, molécules d'azote, et aussi molécules de dioxyde de carbone, d'eau, et même atomes de "gaz rares" (He, Ne, Kr ...).

Donc ce n'est pas une "molécule d'air" qui peut-être impactée, mais une molécule (ou un atome) de l'un des constituants de l'air.

[Eric S]

.

Pour corriger (ou plutôt préciser), l'air étant un mélange de gaz,

[...]

 

J'ai fait un léger raccourci didactique .

[AlphaCentaury]

De toute les façons, j'avais compris, ne vous inquiétez pas. J'ai quand même fait Terminale S, donc j'ai quelques notions de science.

[Eric S]

À propos des futures évolutions possibles des avions, regardez cette conférence, surtout à partir de 20:00.