Boeing, Airbus, la NASA, Audi, Daimler, Uber …de nombreux mastodontes industriels mais aussi de jeunes start-up comme Ehang ou Volocopter investissent des sommes considérables dans le développement de taxis électriques volants autonomes. Pourtant la perspective de voir ces drôles de machines envahir un jour le ciel de nos cités suscite bien des scepticismes. Selon une critique souvent entendue à l’encontre de ces VTOL[1], il s’agirait d’un moyen de transport très énergivore dont l’empreinte carbone serait catastrophique. Des scientifiques ont étudié la question et leur conclusion est surprenante.
Tous les grands constructeurs automobiles – mais aussi aéronautiques – se livrent à une course effrénée pour le développement de voitures autonomes. Mais, comme nous l’avions expliqué dans un article précédent, une compétition parallèle plus discrète se joue au niveau mondial : c’est à celui qui maîtrisera le premier la technologie des voitures électriques volantes. La colonisation par ces engins du ciel de nos cités marquera une rupture technologique peut-être encore plus importante que celle de la mobilité électrique autonome car elle modifiera profondément nos habitudes de vie, de travail et de déplacement. Elle aura aussi un impact considérable sur l’architecture des cités du futur.
Bloqué dans le trafic, qui n’a jamais rêvé de pouvoir décoller et surfer au-dessus de l’embouteillage dans une voiture volante. Dans un futur pas si lointain, ce fantasme pourrait devenir réalité. A l’occasion d’une interview récente, Dennis Muilenburg, le grand patron de Boeing a déclaré : « D’ici 10 ans le ciel des villes américaines sera parcouru par des véhicules électriques autonomes. Ils amèneront les gens à destination en évitant les artères aujourd’hui congestionnées. Nous verrons des villes comme Washington DC avec des modèles de trafic en trois dimensions au lieu de deux dimensions ». Pour M. Muilenburg « ce développement pourrait aller vite à cause de la convergence des avancées technologiques actuelles : mobilité autonome, intelligence artificielle, conception de véhicules légers et transmissions électriques ». L’avenir nous dira s’il voit juste. Mais selon plusieurs experts, les taxis volants autonomes pourraient être opérationnels plus rapidement que les voitures autonomes, celles-ci n’étant pas attendues avant 15 à 20 ans. C’est que la mobilité terrestre est plus complexe à gérer que celle de l’air où les obstacles sont moins nombreux et plus prévisibles. Dans le ciel il n’y a ni piétons, ni carrefours, ni bandes de circulation, ni panneaux de signalisation, ni poids lourds …
Les ingénieurs conçoivent déjà la façon dont les voitures volantes se déplaceront. Elles entameront leur vol en s’élevant verticalement comme un hélicoptère puis grimperont à au moins 300 mètres. Arrivées à l’altitude de croisière elles pourront voler à 240 km/h. L’atterrissage sera également vertical.
Un VTOL pourrait s’envoler et se poser sur un espace restreint : la surface nécessaire pour garer 4 bus côte à côte sera largement suffisante. La société allemande Volocopter – qui a été rachetée par le groupe Daimler – a étudié en détail l’infrastructure nécessaire pour le développement de son modèle de taxis volants.
La start-up imagine des « hubs Volo » et des « ports Volo » installés sur des toits de bâtiments. Les premiers sont des sortes de gares où les volocoptères pourront atterrir et décoller toutes les 30 secondes. Après l’atterrissage, le volocoptère est transporté à l’intérieur du hub et les passagers peuvent débarquer, tout en étant protégés du vent et des intempéries. Les batteries seront remplacées automatiquement afin que le volocoptère puisse repartir peu de temps après. Ces hubs pourraient permettre le transit de 10.000 personnes par jour. Quant aux « ports Volo », plus petits, ils seront prévus pour offrir un accès direct à une entreprise, un centre commercial, un hôtel ou une gare par exemple. Ils ne nécessiteraient aucune infrastructure de chargement ou de stationnement et seront moins complexes à construire.
La vidéo ci-dessous illustre parfaitement ce concept.
Impact environnemental
Tout cela est bien beau mais qu’en est-il de l’empreinte carbone de ces taxis volants du futur ? Au moment où la lutte contre les changements climatiques devient un enjeu majeur, les développements technologiques, quels qu’ils soient, ne peuvent évidemment pas ignorer cette problématique. Une équipe de scientifiques de l’Université du Michigan a examiné la question et publié le résultat de ses recherches dans « Nature communications ». « Nous n’imaginions pas que les voitures volantes pourraient jouer un rôle dans un système de mobilité durable », nous confie Akshat Kasliwal, responsable de l’étude, « nous avons été surpris du résultat ».
Kasliwal et ses collègues ont comparé une hypothétique voiture volante à batterie à deux véhicules circulant au sol : une voiture à moteur thermique et une voiture électrique alimentée par batterie.
Les chercheurs ont simulé divers scénarios. Ils ont d’abord calculé les émissions de CO2 que chaque modèle de voiture produirait si elle transportait un seul passager. La voiture thermique émet des gaz à effet de serre par son tuyau d’échappement. Les voitures électriques et les voitures volantes ne produisent pas d’émissions directes pendant le déplacement, mais les chercheurs ont comptabilisé la pollution associée à la production de l’électricité nécessaire à leur fonctionnement, en se basant sur le mix électrique des Etats-Unis. Pour des trajets courts allant jusqu’à 35 km, la voiture thermique émet moins de CO2 que la voiture volante. Pour les voyages plus longs, la voiture volante est plus « verte ». Mais clairement, pour ce scénario, la voiture volante ne pourrait jamais égaler les faibles émissions de la voiture électrique à moins que le trajet ne dépasse les 120 km.
Dans un 2e scénario, les chercheurs ont refait leurs calculs en supposant que la voiture thermique et la voiture électrique embarquaient 1,54 passagers (ce qui correspond à la moyenne actuelle aux États-Unis) et la voiture volante transportait 3 passagers (pilote non compris). Pour un trajet de 100 km, ils ont alors constaté que la voiture volante était 52% plus « propre » que la voiture thermique et 6% plus « verte » que la voiture électrique. Pour compenser les émissions plus importantes dues essentiellement à la phase de décollage la voiture volante doit donc parcourir une distance relativement longue et transporter suffisamment de passagers. Un des avantages de la voiture volante est qu’elle relie 2 points en ligne droite et qu’elle parcourt donc en général moins de kilomètres qu’un véhicule terrestre.

Pour être « verte », la voiture volante doit parcourir une distance suffisamment longue et embarquer suffisamment de passagers
Pour les auteurs de l’étude, ces résultats suggèrent que les voitures volantes pourraient être plus durables si elles étaient utilisées comme transports en commun ou services de taxi en covoiturage. « Les gens seront probablement disposés à délaisser leur véhicule personnel et à utiliser des taxis volants, car ils pourront les amener plus rapidement à destination », nous confie Akshat Kasliwal. « Non seulement les VTOL ont une vitesse de pointe beaucoup plus élevée et ne sont pas ralentis par les bouchons, mais ils peuvent emprunter des itinéraires plus directs et ainsi parcourir moins de kilomètres ».
Les voitures volantes autonomes seront encore plus propres lorsqu’elles seront alimentées par davantage d’électricité verte. Ainsi, les scientifiques ont noté que les émissions des VTOL seraient deux fois moins élevées dans un État comme la Californie, où l’électricité est produite par davantage d’énergies renouvelables que dans d’autres États.
Or la feuille de route de l’Union européenne pour le climat prévoit de porter d’ici 2030 la part des énergies renouvelable à 27 %. Cet objectif sera revu en 2020, dans la perspective d’atteindre les 30 %. Et l’ambition pour 2050 est de produire au moins 80 % et si possible 100 % d’énergie verte. Si, dans l’avenir, les taxis volants deviennent un mode de transport commun ils seront donc certainement plus propres que les voitures thermiques actuelles.
Et vous, qu’en pensez-vous ?
[1] VTOL : Vertical Take Off and Landing aircraft, en français : aéronef à décollage et atterrissage verticaux*
En savoir plus
« les chercheurs ont comptabilisé la pollution associée à la production de l’électricité nécessaire à leur fonctionnement, »
Mais pour le véhicule thermique ils se sont contenté de la pollution liée à l’utilisation de l’essence….. oubliant celle de l’extraction, du raffinage, et du transport jusqu’à la pompe depuis ….l’Arabie Saoudite….. et les torchères toujours oubliées
ok donc on a compris que l’helicopetere du futur n’aura plus de pales enormes + le rotor a l’arriere..
Une voiture peut rester plantée des heures dans un bouchon, c’est pénible mais pas dangereux. Tous les « plus lourd que l’air » ne peuvent rester en l’air qu’un temps limité. Et en cas de problème (individuel, panne, ou collectif, météo), ils doivent pouvoir se poser rapidement « quelque part à proximité ». Donc les aéronefs prennent de la place en l’air, mais aussi sur le sol. Voir le gigantisme des aéroports.
L’engin présenté, qui peut transporter 2 ou 4 personnes, à peine autant qu’une voiture, nécessitera (dixit l’article) « seulement » autant de place au sol que 4 autobus. Donc….
Un Robinson R44 transporte 4 personnes pliés compris à 100 kts (185 km/h). C’est le 4 places le plus léger du marché mais il lui faut un moteur de 250 cv qu’il utilise en croisière à 75 % de la puissance soit 187 cv en continu.
Pour atteindre 130 kts (240 km/h) soit 30 % de plus, il lui faudrait 316 cv en continu, soit 250 kW.
100 km à cette vitesse c’est 25 min de vol. Im faut rajouter la réserve (45 min et pas 15) et ca nous fait une consommation de 290 kWh de capacité batterie non compris le décollage et l’atterrissage. Ça pèse combien une batterie de 290 kWh ?
Juste pour comparer un R44 pèse 650 kg à vide, avec moteur et transmission (et sur un hélico c’est coton).
Et un un avion de 4 places à 240 km/h ça s’appelle un DR250 et ca demande pas plus de 120 cv / 88 kW de puissance en croisière. Le Sicile fait le même boulot avec seulement 75 cv / 55 kW mais il y a une place de moins.
Un truc qui vole comme TC urbain j’ai du mal à le concevoir
Pour comparer réellement les émissions de ges et de pollution, il aurait fallu tout comptabiliser, et pas seulement l’usage mais aussi le reste: extraction, production et recyclage pour les batteries, moteurs électriques et le reste. Idem avec le pétrole, extraction, raffinage, transport, et recyclage de l’auto.
Des hélicos ou des multi-rotors électriques, je n’attends que ça! Mais par contre, je garde le manche. Comme en VE, je suis pour les aides à la conduite tant que je peux les contrôler et reprendre la main quand bon me semble.Il faudra aussi travailler sur les bruits du(des) rotor(s).
Dans le fond c’est logique, il n’y a pas presque 1,5 tonnes de tôles et autre élement à transporter en permanence donc forcément une fois la phase de décollage passer, le reste du voyage est assez peu énergivore (sauf si architecture « quadcopter »).
Perso comme indiqué je ne crois absolument pas au future des VTOLs possédant une architecture « quadcopter » en comparaison de modéle plus classique équippé d’ailes assez large comme le concept récent de boeing. Ces derniers étant largement plus économe en énergie.
A 2,44 minutes on peut entendre : « … solve traffic problems in mega cities … »
Non, jamais, au grand jamais ce type de transport ne sera une solution !!!!
Autant mettre des crédits sur le ferroviaire, ou sur la mobilité individuelle électrique (trottinettes électriques, monocycles, …)
…on imaginait les mêmes projets avec l’invention de l’hélicoptère, sur le papier ça fait rêver, mais ces machines auront un coût élevé, la maintenance coûtera une fortune, donc ce sera cher à l’heure de vol, comme un hélico donc réservé à quelque uns.
Le souci, c’est que cela permet de gagner un nouvel espace à la circulation humaine, celui de la basse altitude.
Moi ce que je vois surtout c’est qu’après avoir saturé le sol, après avoir rempli l’espace aérien dans le 25-40 000 m, après avoir gavé la proximité terrestre de satellites et débris, après avoir blindé les routes maritimes, l’humain con-quérant va pourrir un nouveau slot.
Alors qu’une bonne réflexion serait d’essayer de réduire nos déplacements, au lieu de saturer un espace de plus.
Par ailleurs je doute du super confort de la chose, faire du 200 dans un engin léger en passant du vol vertical à l’horizontal puis en croisant dans un espace aérien rempli d’autres trucs similaires… va falloir de l’info-divertissement bien captivant pour éviter de flipper.
je ne veux pas jouer les Cassandre, mais je ne vois pas comment cela sera plus efficace que de rester au sol. Faire quitter le sol à des centaines de kilos, ça coûte de l’énergie. Alors on se déplacera en ligne droite, d’accord ce sera plus court, mais de combien ? 20% ? 30 ?
Mais fait décoller quelque chose, ça consomme une énergie folle…
Si on a un tout petit peu de connaissances en performance et efficiences aérodynamiques, on sait que plus les rotors sont petits nombreux et tournent vite moins sera bon le ratio énergie dépensé (dans les moteurs électriques) énergie restituée (par les rotors)
pour une hélice de 1.7 mètres il est généralement autour de 0.85… alors là, avec des engins comme ça plus la faible densités énergétique des batteries actuelles, ça donne 15 à 20 minutes d’autonomie.
en volant à 200 km/h (ce que je doute car ce n’est pas ce que l’on voit sur les essais) pendant 10 minutes ça fait maximum 30km de distance…
Il y a cependant un moyen très simple d’améliorer grandement les performances de ces engins, il suffit que le passager soit un politicien.
De cette façon, avec un engin qui vole mal et pas longtemps et un passager qui vole sans jamais faire de pause je suis sûr que l’on doit pouvoir traverser l’atlantique.
ça vaut le coup de faire le test. ;)
pour moi ca remplacera tous non vieux véhicules a roues thermiques ou électriques.
nous n’auront plus de véhicules persos.
j’imagine des tours tous les 300m ou 500m
ou les drones s’empilent on monte dedans on dis a quel borne on veu aller et puis vola .
imaginer toutes les routes qui pourraient redevenir des espaces verts ou habitations
allez pour moi dans 30ans tout est remplacé
Les drones sont déjà très bruyants, Alors là ça va être l’enfer.
En prenant les conditions initiales qui nous arrangent, on arrive plus facilement à la conclusion qu’on cherche.
Ça ressemble un peu trop aux techniques des détracteurs du VE pour être honnête (comme cette fameuse étude que tous les journaux citent qui compare une tesla rechargée au charbon allemand et qui roule 10.000km par an avec un pot de yaourt diesel)
Et qu’en pense la DSAC (Sécu de l’Aviation Civile) et l’EASA (sécu aérienne européenne) ? Pour sûr, ils vont se faire des noeuds au cerveau. Déjà qu’ils s’embrouillent avec les drones….
Fake, fake et refake
« La voiture thermique émet des gaz à effet de serre par son tuyau d’échappement. Les voitures électriques et les voitures volantes ne produisent pas d’émissions directes pendant le déplacement, mais les chercheurs ont comptabilisé la pollution associée à la production de l’électricité nécessaire à leur fonctionnement, en se basant sur le mix électrique des Etats-Unis. »
Ce que l’on appelle du puits à la roue.
Mais ils oublient une grande partie du problème : la production des véhicules.
C’est sérieux de ne pas faire une analyse globale. D’autant plus que la version volante demande des matériaux et des techniques pointus, donc très émetteurs, pour réduire la masse en mouvement.
Un transport qui ne sera jamais de masse. Pour les riches, politiques, transport express et autres. Mais s’il pleut ou vente, ces engins seraient cloués au sol.
La gestion aérienne va être coton.
Et en cas de problème çà tombe où ? Sur ce qui a en dessous…
Ca m’étonnerait fort que ça serve un jour à transporter le « bas » peuple.
Mais si ça peut éviter que les politiques nous bloquent les routes et mobilisent 5 voitures + 5 chauffeurs + 5 gardes du corps + 2 motards + 10 fonctionnaires de police à chaque fois qu’ils se déplacent 3 ministres de 500 mètres, alors c’est sûr on va y gagner !
Lire le commentaire sous l’article, au mois d’aout la loi sur les 80 km/h venait juste de passer :
http://www.e-tribune.fr/index.php/ardeche/13638-visite-ministerielle-jean-michel-blanquer-et-olivier-dussopt-a-la-rencontre-de-la-jeunesse-ardechoise