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Les avions comme le 787 Dreamliner et le concept SUGAR (Subsonic Ultra Green Aircraft Research) sont bien plus écoénergétiques que les avions conventionnels, tandis que le Ce-Liner qui est 100% électrique élimine complètement l’utilisation du kérosène. Malheureusement étant donné que c’est l’unique moyen pratique de propulser un avion à l’heure actuelle, les fabricants d’avions doivent impérativement équiper leurs avions de moteurs conventionnels, ce qui a un impact négatif sur l’environnement.

Les moteurs ioniques

Bien que ces moteurs électriques soient acceptables pour les monoplaces et les avions à basse vitesse, ils ne fourniront jamais une vitesse comparable à celle d’un moteur à réaction moderne. Donc, la question peut être posée; existe-t-il une alternative aux moteurs à réaction ? Des tests récents menés au MIT suggèrent que les avions de demain pourraient prendre leur envol en utilisant un moteur ionique.

Officiellement connu sous le nom de poussée électrohydrodynamique, un propulseur ionique basique se compose de trois parties: une très fine électrode de cuivre, appelée émetteur; un tube d’aluminium plus épais, connu sous le nom de collecteur; et l’entrefer entre les deux. Un cadre léger supporte généralement les fils, qui se connectent à une source d’alimentation électrique. Lorsque la tension est appliquée, le gradient de champ éloigne les électrons des molécules d’air proches du moteur.

Ces molécules nouvellement ionisées sont fortement repoussées par le fil corona, et fortement attirées par le collecteur. Lorsque ce nuage d’ions se déplace vers le collecteur, il entre en collision avec les molécules d’air neutres environnantes, les poussant et créant un vent ou une poussée, qui peut propulser un avion.

Plusieurs avantages

Selon une étude récemment publiée dans les Proceedings of the Royal Society, des chercheurs du MIT ont démontré expérimentalement qu’un moteur ionique pouvait produire jusqu’à 110 N / kW de poussée par rapport aux 2N / kW générés par les moteurs à réaction. Étonnamment, ils ont découvert qu’un moteur ionique fonctionne plus efficacement à des niveaux de poussée inférieurs.

« Si vous avez un avion à grande vitesse, vous laissez dans votre sillage une charge d’énergie cinétique qui est gaspillée », a déclaré Steven Barrett, professeur adjoint d’aéronautique et d’astronautique au MIT. « Donc, vous voulez un jet aussi faible que possible, tout en produisant assez de poussée. » De plus, les moteurs ioniques sont à la fois silencieux et invisibles dans l’infrarouge – qui est une longueur d’onde supérieure à celle du spectre visible – car ils produisent de la chaleur qui les rend parfaitement invisibles, et cela peut être utile pour les avions de surveillance furtifs et les drones ISR.

Il y a encore beaucoup de chemin à parcourir avant que ces moteurs n’atteignent le ciel. Les ingénieurs doivent d’abord résoudre les problèmes de densité de la poussée (la quantité de poussée générée par l’unité de surface). Les autres problèmes sont de faire en sorte que ces moteurs ioniques produisent suffisamment de tension pour alimenter tout un système, et bien sûr sans oublier le stockage de l’énergie.

Mais si un jour – qui n’est pas si lointain – les avions de ligne sont équipés de moteurs ioniques, cela permettrait de réduire leur coûts et leur impact sur l’environnement, car le kérosène utilisé par ces avions est extrêmement polluant.

[via MIT]