10/03/2014

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Les batteries électriques dans les aéronefs

Comme tout véhicule à moteur, les avions ont besoin de batteries pour leur fournir de l’énergie électrique. Au fil des ans, certains systèmes sont devenus électriques, les commandes de vol manuelles ont été remplacées par des interfaces électroniques et l’aide à la navigation a été facilitée par l’ajout de nouveaux ordinateurs, entre autres avancées. C’est ce qu’il est convenu d’appeler le fly-by-wire ou, en français, les « commandes de vol électriques ».

Les batteries ont été identifiées par les ingénieurs comme un élément susceptible de faire l’objet de développements et d’améliorations, aussi bien pour répondre à la demande accrue d’électricité que pour les rendre plus performantes, légères et compactes. Seulement les résultats ne s’obtiennent pas toujours du premier coup et les tentatives d’amélioration ont eu des conséquences de taille sur deux des nouveaux modèles les plus populaires, qui partagent, par ailleurs, certaines caractéristiques de fonctionnement.

Les constructeurs aéronautiques continuent de réclamer des améliorations sur leurs batteries.

Problèmes sur les batteries au lithium-ion

Le premier appareil ayant rencontré un problème est le nouveau Boeing 787 « Dreamliner », qui a commencé à voler fin 2011. Le 7 janvier 2013, une batterie d’un modèle de la compagnie Japan Airlines (JAL) a surchauffé et pris feu, ce qui a contraint l’avion a effectué un atterrissage d’urgence. Le 9 janvier, United Airlines faisait état d’un problème lié au câblage de cette pièce. Le 16 janvier, un 787-8 d’All Nippon Airways a dû procéder à un atterrissage forcé suite à message d’erreur reçu par le poste de pilotage indiquant un dysfonctionnement de la batterie.

Suite à ces nombreux incidents, les deux compagnies asiatiques ont décidé de laisser au sol tous leurs modèles 787. Aux États-Unis, pays d’origine des Boeing, l’administration fédérale de l’aviation (FAA) a donné l’ordre aux compagnies aériennes de cesser leur utilisation. Par la suite, l’Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA) s’est jointe à cette initiative, tout comme l’Inde, le Qatar et, enfin, LAN, la seule compagnie d’Amérique latine qui possède l’un de ces avions. Le Dreamliner a cessé de voler un an à peine après son entrée en service commercial et ce, jusqu’à résolution du problème.

Pourquoi les batteries ont-elles lâché ? Ces batteries ont pour principale particularité d’être les premières basées sur la technologie lithium-ion. Elles ont l’avantage d’avoir une capacité de chargement plus rapide, d’être moins lourdes et plus compactes. L’emploi de cette technologie est largement répandu et validé dans d’autres domaines tels que celui des voitures électriques ou de l’électronique grand public, où elle n’est toutefois pas exempte de problèmes. Les cas de téléphones et d’ordinateurs portables ayant surchauffé et explosé, causant même des blessés, sont des problèmes connus. Au-delà d’une certaine température, ce type de batterie a tendance à surchauffer. Elles présentent également d’autres problèmes, tels que l’écoulement du liquide de la batterie qui, dès qu’il se produit, est susceptible de s’enflammer.

Le retour des batteries au nickel-cadmium

L’autre appareil concerné est l’Airbus A350, conçu initialement pour utiliser des batteries lithium-ion. Mais grâce au fait qu’il ne devait lancer l’A350 qu’à la mi-2013, Airbus a pu tirer une leçon de ces évènements et modifier au dernier moment le design de sa batterie pour revenir à l’ancienne technologie du nickel-cadmium.

Les constructeurs aéronautiques, tels que Boeing et Airbus, ne fabriquent pas l’ensemble des pièces présentes sur leurs modèles. Les objets d’usage quotidien tels que les robinets, les sièges et les systèmes de divertissement à bord sont achetés en l’état (bien qu’ils doivent être accompagnés d’un certificat prouvant qu’ils sont aptes à être utilisés en vol, c’est-à-dire, les qualifiant d’« objets autorisés à bord »). Pour ce qui est des autres pièces, telles que les moteurs ou les batteries, les constructeurs formulent les conditions, mais confient leur élaboration à des entreprises spécialisées. Les défauts observés ont mis en évidence que les batteries au lithium-ion fabriquées jusqu’ici ne sont pas encore en mesure de satisfaire les besoins des clients.

Étant entendu que les constructeurs aéronautiques continuent de réclamer des améliorations sur leurs batteries, les entreprises spécialisées devons poursuivre nos recherches et apporter des solutions qui finiront sans doute par être largement adoptées, une fois qu’elles auront fait preuve de leur efficacité et utilité.

 

 

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