Avions électriques : comment ils fonctionnent, qui les construit et ce qui nous attend

L'aviation représente environ 2,4 % des émissions mondiales de CO2, et le secteur est sous pression pour changer. Les voitures électriques existent depuis un moment, alors pourquoi pas les avions ? Les avions électriques ne sont plus un simple concept : le premier aéronef entièrement électrique certifié par l'EASA est déjà en service à travers l'Europe, et des dizaines de fabricants cherchent à lancer des services de transport de passagers électriques d'ici la fin de cette décennie. Cet article explique comment fonctionnent les avions électriques, à quoi ressemblent les caractéristiques techniques actuelles, quels modèles volent déjà, et ce que les passagers peuvent réalistement espérer dans les années à venir.

Qu'est-ce qu'un avion électrique ?

Un avion électrique est un aéronef propulsé par l'électricité plutôt que par un carburant aéronautique conventionnel. La plupart des avions électriques utilisent des moteurs électriques pour entraîner des hélices, alimentés par des batteries embarquées.

Il existe trois grands types :

• Entièrement électrique : alimenté uniquement par des batteries embarquées
• Hybride électrique : associe un moteur à batterie à un moteur à combustion conventionnel
• Hydrogène-électrique : utilise des piles à combustible à hydrogène pour produire de l'électricité à bord

Chaque type présente des compromis différents en termes d'autonomie, de poids et de besoins en infrastructure. Les avions entièrement électriques sont aujourd'hui limités à des opérations plus courtes et de plus petite taille. Les configurations hybrides et hydrogène-électriques sont considérées comme la voie la plus réaliste vers une exploitation régionale et commerciale à plus grande échelle.

Comment fonctionnent les avions électriques ?

Le principe de base est similaire à celui d'une voiture électrique. Un pack de batteries stocke de l'énergie électrique, qui alimente un ou plusieurs moteurs électriques. Ces moteurs font tourner des hélices ou des soufflantes pour générer de la poussée.

Principaux composants d'un système de propulsion électrique :

• Pack de batteries : stocke l'énergie ; le lithium-ion est la norme actuelle
• Moteur électrique : convertit l'énergie électrique en rotation mécanique
• Contrôleur de moteur : gère la puissance, la vitesse et l'efficacité
• Système de refroidissement : dissipe la chaleur générée par le moteur et les batteries
• Électronique de puissance : convertit et régule la tension entre les composants

Voici où en sont aujourd'hui les principaux appareils :

Quelle économie de carburant les avions électriques permettent-ils ?

Selon Airbus, les configurations hybrides peuvent déjà réduire la consommation de carburant jusqu'à 5 % par rapport à un vol standard. Par exemple, si un avion consomme normalement environ 2 500 litres de carburant par heure de vol, une réduction de 5 % représente une économie d'environ 125 litres par heure, ramenant la consommation à environ 2 375 litres par heure.

Des avions électriques sont-ils déjà utilisés commercialement ?

Oui, mais à une échelle limitée. Voici la réalité de la situation :

Formation des pilotes et aviation légère

Le Pipistrel Velis Electro est la référence la plus claire à ce jour. Fabriqué en Slovénie, il bénéficie de la certification de type complète de l'EASA en tant qu'aéronef entièrement électrique, ainsi que de la certification de la CAA britannique. Il est activement utilisé pour la formation des pilotes à travers l'Europe, approuvé pour les opérations VFR de jour.

Il est ainsi le premier aéronef entièrement électrique véritablement opérationnel sur le plan commercial sous la réglementation européenne de l'aviation - et non un simple prototype sur une piste d'essai.

Opérations régionales et expérimentales

Le ZeroAvia Dornier 228 est un appareil de 19 passagers converti pour fonctionner avec un moteur hydrogène-électrique. Il effectue des vols depuis 2023 et représente l'un des exemples les plus concrets d'un petit avion électrique commercial en usage actif. ZeroAvia prévoit de rendre disponible un avion entièrement électrique d'ici fin 2026, puis d'introduire un appareil de 80 places avec une autonomie d'environ 1 100 km d'ici 2028.

L'Eviation Alice a effectué son premier vol public en avril 2023 - un trajet de huit minutes à environ 1 067 mètres d'altitude depuis l'aéroport international de Grant County, dans l'État de Washington. Cet appareil de neuf passagers à zéro émission directe cible les liaisons régionales courtes.

Ce qui n'est pas encore disponible commercialement

Les grands avions de ligne, le type qu'empruntent la plupart des passagers, ne sont pas encore électriques. Aucun aéronef entièrement électrique n'exploite actuellement de liaisons commerciales régulières avec plus d'environ 19 passagers. Cela reste un objectif à court terme, pas une réalité d'aujourd'hui.

Qui construit des avions électriques ?

Plusieurs grands fabricants et startups bien financées font avancer l'aviation électrique, notamment en Europe.

Airbus est l'un des acteurs les plus actifs. Son démonstrateur EcoPulse à propulsion hybride distribuée a réalisé plus de 100 heures d'essais en vol entre 2023 et 2024, développé en partenariat avec Daher et Safran avec le soutien de la Direction générale de l'aviation civile (DGAC). Airbus a également signé un accord de recherche avec le groupe Renault pour accélérer l'électrification, et un accord distinct avec STMicroelectronics portant sur les semiconducteurs de nouvelle génération pour les avions hybrides et électriques.

Rolls-Royce a établi le record du monde de vitesse pour un avion entièrement électrique en 2021. Son Spirit of Innovation a atteint 555,9 km/h, propulsé par un groupe motopropulseur électrique de 400 kW — une démonstration de ce que la propulsion électrique peut accomplir en termes de performances.

Heart Aerospace (Suède) développe l'ES-30, un avion régional hybride-électrique de 30 passagers. L'autonomie entièrement électrique est de 200 km, extensible à 800 km en mode hybride. L'entreprise a réalisé son premier vol entièrement électrique en 2025.

Elysian travaille sur l'E9X : un avion entièrement électrique de 90 passagers avec une autonomie de 1 000 km. Un prototype à pleine échelle est prévu pour des essais d'ici 2030.

Wright Electric, en partenariat avec easyJet, développe un avion de ligne tout-électrique de 186 places avec une autonomie d'environ 1 300 km. Il vise une entrée en service autour de 2030.

ZeroAvia se concentre sur la propulsion hydrogène-électrique et figure parmi les acteurs les plus avancés pour les avions régionaux à court terme, avec une feuille de route commerciale claire jusqu'à la fin des années 2020.

Quels sont les principaux défis techniques ?

La principale contrainte qui freine l'aviation électrique est la densité énergétique des batteries.

Le carburant aéronautique stocke environ 43 MJ/kg d'énergie. Les meilleures batteries lithium-ion disponibles aujourd'hui stockent environ 0,5 à 0,9 MJ/kg - un écart de l'ordre de 50 pour 1. Des batteries capables d'égaler le kérosène pour un grand avion seraient d'un poids considérable.

Des travaux du Conseil international pour un transport propre (ICCT) le résument clairement : un avion régional à fuselage étroit nécessiterait environ neuf fois la capacité de batteries que la technologie actuelle peut fournir. Pour les avions long-courriers à fuselage large, ce chiffre monte à vingt fois.

Les implications pratiques pour l'aviation aujourd'hui :

• Les avions entièrement électriques sont limités à des liaisons courtes, d'environ 150 à 500 km
• Le poids des batteries peut représenter jusqu'à 60 % du poids total d'un avion électrique sur les liaisons les plus longues
• Les infrastructures de recharge dans les aéroports sont quasi absentes et nécessiteront des investissements substantiels
• La certification d'un nouvel avion prend généralement cinq à sept ans

Les approches hybrides et hydrogène-électriques contribuent à combler l'écart, mais l'électrification totale de la grande aviation commerciale est une perspective à long terme, pas un horizon immédiat.

Quand les avions électriques transporteront-ils des passagers à l'échelle commerciale ?

Les passagers sur de courtes liaisons régionales en Europe seront probablement les premiers à voyager sur des avions électriques. Les routes de moins de 500 km - comme Paris à Lyon, Amsterdam à Bruxelles, Bordeaux à Toulouse, ou des liaisons similaires - sont la cible principale des premiers services commerciaux électriques.

Pour les liaisons plus longues, les avions hybrides arriveront avant les alternatives entièrement électriques. L'EASA développe activement des cadres de certification pour la propulsion hybride et électrique, et l'agenda européen de décarbonation de l'aviation pousse les constructeurs européens à accélérer.

Les taxis aériens urbains (eVTOL) pourraient arriver encore plus tôt. Les appareils à décollage et atterrissage verticaux sont plus proches du marché que les avions commerciaux à voilure fixe, destinés à des trajets urbains courts. Archer Aviation, par exemple, a déjà obtenu la certification de navigabilité de la FAA pour son aéronef eVTOL.

Pour la grande majorité de l'aviation commerciale, le carburant aéronautique conventionnel reste la norme pour l'instant. Si votre vol a été retardé de plus de trois heures, annulé avec moins de 14 jours de préavis, ou surbooké, vous pourriez avoir droit à une indemnisation. Vérifiez votre éligibilité avec Vol-Retardé.be.

Foire aux questions

Existe-t-il déjà des avions commerciaux entièrement électriques ?

Pas sur des liaisons commerciales régulières avec de grands appareils. Le Pipistrel Velis Electro est le seul avion entièrement électrique certifié par l'EASA ; il est utilisé pour la formation des pilotes. Des appareils plus petits comme le ZeroAvia Dornier 228 (hydrogène-électrique, 19 places) sont en vol, mais pas encore sur des liaisons commerciales régulières avec des passagers.

Quand les avions électriques transporteront-ils des passagers sur des liaisons régulières ?

Les calendriers les plus optimistes prévoient l'entrée en service de petits avions régionaux électriques entre 2026 et 2030. Les avions électriques plus grands sont peu probables avant le milieu des années 2030 au plus tôt. Les configurations hybrides-électriques devraient apparaître sur des liaisons commerciales plus tôt, réduisant les émissions sur les types d'avions existants.

Quelle est l'autonomie des avions électriques ?

Les avions entièrement électriques actuels ont une autonomie pratique d'environ 150 à 500 km. Les configurations hybrides et hydrogène-électriques augmentent sensiblement cette portée - le Heart Aerospace ES-30 vise 800 km en mode hybride. L'électrification complète de l'aviation long-courrier est encore loin avec la technologie actuelle des batteries.

Les avions électriques sont-ils certifiés en Europe ?

Oui, au niveau des petits aéronefs. Le Pipistrel Velis Electro détient la certification de type complète de l'EASA - le premier avion entièrement électrique à l'obtenir - et est également certifié par la CAA britannique. L'EASA développe des cadres de certification pour une propulsion hybride et électrique plus puissante à mesure que la technologie évolue.

Les avions électriques sont-ils plus silencieux que les avions conventionnels ?

Oui, nettement. Les moteurs électriques produisent bien moins de bruit que les moteurs à réaction ou les turbopropulseurs. C'est l'un des principaux avantages pratiques pour la mobilité aérienne urbaine, et cela pourrait permettre aux appareils d'opérer depuis des aéroports situés dans des zones plus densément peuplées, ou pendant des heures actuellement soumises à des restrictions pour raisons sonores.