fr.wedoany.com Rapport : L'équipe de recherche du Laboratoire de supraconductivité appliquée (ASL) de l'Université de Strathclyde à Glasgow a présenté un prototype de moteur axial entièrement supraconducteur de 100 kW, une technologie qui pourrait ouvrir la voie à des avions à hydrogène électrique plus légers et plus efficaces.
Ce prototype utilise la technologie des supraconducteurs à haute température (HTS), capable de supporter de très forts courants avec une résistance quasi nulle lorsqu'il est refroidi à 20 kelvins (K) ou -253 °C. Cela permet d'espérer une densité de puissance nettement supérieure à celle des moteurs conventionnels, un critère clé pour les futurs systèmes de propulsion des avions à hydrogène électrique et tout électrique.
L'un des principaux défis du développement d'avions électriques est de maintenir la légèreté de la propulsion et du système de stockage d'énergie tout en assurant une puissance suffisante. Bien qu'ils soient qualifiés de « haute température », les matériaux HTS doivent encore fonctionner à basse température. Par conséquent, cette technologie, tout en offrant une voie vers des systèmes de propulsion plus légers et plus efficaces, pose également des défis d'ingénierie majeurs en matière de refroidissement cryogénique, de protection et d'intégration système.
« L'innovation réside dans le remplacement des enroulements en cuivre traditionnels du moteur par des supraconducteurs à haute température avancés. Lorsque ces matériaux sont refroidis à basse température, leur capacité de transport de courant peut dépasser de 200 fois celle des enroulements en cuivre traditionnels, avec une dissipation thermique minimale », a déclaré le professeur Min Zhang, qui dirige le laboratoire.
Une équipe multidisciplinaire composée de chimistes, physiciens, ingénieurs électriciens et mécaniciens a conçu une architecture de moteur entièrement supraconducteur sur une plateforme intégrée, comprenant des enroulements supraconducteurs à faibles pertes en courant alternatif, un nouveau type d'excitation sans balais et un fonctionnement cryogénique rotatif. Min Zhang a ajouté : « Nous avons développé de nombreuses technologies à partir de zéro, le principal problème étant de garantir que toutes ces technologies puissent être intégrées sans problème. »
Ce démonstrateur de validation de concept fait partie du programme « Zéro émission 1 pour une mobilité durable » dirigé par Airbus, qui se concentre sur la prochaine génération d'avions électriques propulsés à l'hydrogène liquide. Étant donné que l'hydrogène liquide doit être stocké à des températures extrêmement basses, les chercheurs soulignent que les futurs avions pourraient avoir l'opportunité de combiner le stockage de carburant, le refroidissement cryogénique et les systèmes électriques supraconducteurs.
Min Zhang a conclu : « Ce démonstrateur montre que les moteurs aéronautiques entièrement supraconducteurs ne sont plus un simple concept théorique. En intégrant des enroulements supraconducteurs, une excitation sans balais et un fonctionnement cryogénique, nous avons créé une plateforme qui peut aider à informer la prochaine génération de systèmes de propulsion de l'ordre du mégawatt. »
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