Les moteurs eVTOL : des différences majeures avec ceux des voitures électriques

Des priorités distinctes : coût contre poids

Les véhicules électriques, qu'il s'agisse de voitures ou d'aéronefs à décollage vertical (eVTOL), reposent sur des moteurs électriques similaires. Pourtant, leurs exigences techniques divergent radicalement. Jon Wagner, ancien directeur senior de l'ingénierie des batteries chez Tesla, a rejoint Joby Aviation en 2017. Spécialiste des groupes motopropulseurs et de l'électronique, il a partagé avec IEEE Spectrum les différences clés entre ces deux univers.

Selon Wagner, la priorité n'est pas la même. Dans l'automobile, le coût prime souvent sur la masse. Les constructeurs acceptent de dépenser davantage pour des pièces si cela permet de réduire le poids, mais jusqu'à un certain seuil. Au-delà, le coût devient le facteur dominant. En revanche, dans l'aéronautique, l'équilibre entre coût et masse est bien plus complexe. Les fabricants d'eVTOL sont prêts à investir davantage pour des solutions plus légères ou plus efficaces.

La sécurité, un impératif absolu

Les technologies de moteurs restent comparables entre les deux secteurs, mais les modes de défaillance et leurs conséquences changent tout. Dans l'automobile, une panne se résout généralement en s'arrêtant sur le bas-côté. En aviation, l'objectif est la continuité du vol en toute sécurité. Cela impose des systèmes redondants pour éviter toute interruption.

Wagner précise : « Dans l'automobile, la redondance n'est pas conçue comme une fin en soi. Par exemple, les voitures à quatre roues motrices disposent de deux moteurs, offrant une redondance secondaire, mais ce n'était pas l'objectif principal. » En revanche, pour les eVTOL, la redondance est un critère de conception essentiel.

Une intégration poussée pour éviter les inefficacités

L'industrie automobile a optimisé sa production en externalisant la fabrication de composants spécialisés. Cette approche réduit les coûts mais introduit des interfaces entre les pièces, générant des inefficacités. Joby Aviation a choisi une voie différente : une intégration verticale poussée.

« Nous avons conçu des solutions hautement intégrées sans subir la pénalité de fabrication liée à la fragmentation des tâches », explique Wagner. Cette stratégie permet de minimiser les pertes d'énergie et d'améliorer les performances globales.

Des matériaux innovants pour l'efficacité

Certains matériaux, comme le Permendur (un alliage de cobalt et de fer), suscitent un vif intérêt. Bien que son coût soit dix fois supérieur à celui de l'acier traditionnel pour moteurs, ses performances justifient cet investissement dans l'aéronautique. « Les gains, bien que modestes, sont significatifs pour l'aviation », souligne Wagner.

L'avenir des eVTOL : un essor comparable aux voitures électriques ?

Wagner reste prudent sur l'adoption massive des eVTOL. « J'ai toujours été un visionnaire en matière de groupes motopropulseurs, mais l'un des défis majeurs reste la réglementation et l'acceptation du public ». Malgré les avancées technologiques, des obstacles persistent avant une démocratisation similaire à celle des voitures électriques.

« Les eVTOL nécessitent une approche radicalement différente de celle des voitures électriques. La sécurité, l'efficacité et l'intégration sont au cœur de chaque décision. »