Un Cessna 337 hybride destiné au taxi aérien inter-îles a décollé avec succès d’une piste du sud de la Californie. Le nez de l’appareil est équipé d’un moteur thermique classique, tandis que le moteur électrique arrière utilise un onduleur expérimental au carbure de silicium conçu par le groupe UA Power de l’Université d’Arizona. Les essais en vol de 2023, publiés dans IEEE Transactions on Power Electronics, montrent qu’un système plus petit et plus efficace à base de carbure de silicium peut remplacer les onduleurs silicium traditionnels.
Les transistors, éléments de base des circuits, sont généralement en silicium et dissipent de l’énergie en chaleur à chaque commutation. Les transistors en carbure de silicium commutent jusqu’à 1 000 fois plus vite, augmentent le rendement et permettent de réduire fortement la taille et le poids des inductances et autres composants. Comme l’explique Chris Farnell, premier auteur : « Imaginez un moteur de voiture de course pesant plusieurs centaines de kilos ; que ressentiriez-vous si vous teniez dans la main quelque chose de même puissance ? » Le groupe UA Power fait figure de pionnier dans l’application du carbure de silicium.
Le coût du carbure de silicium a longtemps freiné son adoption, mais il baisse régulièrement et la miniaturisation des composants réduit le coût global du système, ouvrant la voie à l’automobile. La production de dispositifs nanométriques reste toutefois encore immature. À l’automne prochain, l’Université d’Arizona ouvrira un laboratoire multi-utilisateurs de recherche et fabrication de carbure de silicium, destiné à accélérer les avancées et à créer des ponts entre universités et industriels du semi-conducteur.
Dans le projet aéronautique, l’onduleur SiC offre des avantages décisifs : gain de place et réduction de consommation pour les petits appareils. Les systèmes électriques aéronautiques doivent résister aux vibrations, à l’air sec en altitude (qui favorise les décharges partielles) et aux interférences électromagnétiques dues à la très haute vitesse de commutation du SiC. Le vol réussi du Cessna 337 démontre que l’équipe a surmonté ces défis. Le groupe de recherche en puissance de l’Université d’Arizona considère ces essais en conditions réelles comme extrêmement précieux, tant pour la science que pour la formation des étudiants.
