Nouveau record de densité de puissance : un moteur électrique de 94 kg délivre 1000 chevaux.

Un moteur électrique Fraunhofer IISB, développé avec Clean Aviation, vise l’aviation et les systèmes hybrides à piles à combustible hydrogène

Dans le cadre du projet AMBER, intégré au programme européen Clean Aviation, l’Institut Fraunhofer pour les systèmes et technologies intégrés (Fraunhofer IISB) a mis au point un moteur électrique destiné à des architectures hybrides électriques reposant sur des piles à combustible hydrogène pour des avions régionaux. L’ambition de ce programme est de réduire les émissions de dioxyde de carbone de l’aviation d’au moins 30% par rapport aux niveaux de 2020.

Le moteur annoncé par Fraunhofer IISB délivre 1000 chevaux pour une masse de seulement 94 kg, avec un encombrement comparable à celui d’une bouteille de gaz de 12,5 kg. Il atteint ainsi une densité de puissance de 8 kW par kilogramme, au-delà des valeurs généralement observées sur les moteurs de voitures électriques (2–4 kW/kg) et même des moteurs aéronautiques les plus avancés (5–6 kW/kg).

Conception à quatre enroulements triphasés de type hairpin

Pour obtenir ces performances, l’équipe s’appuie sur une architecture originale à quatre enroulements triphasés de type hairpin : les conducteurs ne sont pas réalisés sous forme de fil rond souple, mais sous forme de barres (busbars) en cuivre rigides, pliées en « épingle » (en U). Cette approche permet d’intégrer davantage de cuivre dans un volume identique, ce qui augmente l’intensité admissible et la puissance, tout en améliorant le refroidissement et la robustesse mécanique.

Refroidissement direct et intérêt pour l’aéronautique

L’évacuation thermique est assurée par un refroidissement direct par pulvérisation d’huile, efficace pour extraire la chaleur. Grâce à cela, le moteur peut fonctionner à des puissances plus élevées sans surchauffe. La compacité de l’ensemble le rend particulièrement pertinent pour l’aviation, où la masse et le volume disponibles sont des contraintes déterminantes.

Repère de performance : comparaison avec la Tesla Model S Plaid

À titre de comparaison, la Tesla Model S Plaid s’appuie sur trois moteurs afin d’atteindre une puissance d’environ 1020 chevaux, tandis que le moteur de Fraunhofer IISB approche un résultat similaire à lui seul.

Acier NO15 ultrafin et fonctionnement à haut régime

Autre point clé : l’emploi d’un acier NO15 d’une épaisseur de seulement 0,15 mm, soit approximativement deux fois plus fin que celui utilisé dans la majorité des moteurs électriques. En réduisant les courants de Foucault, cet acier plus mince limite l’échauffement et améliore le rendement, en particulier à grande vitesse. Le nouveau moteur est donné pour fonctionner à environ 21 000 tr/min.

Quatre sections indépendantes pour la fiabilité

Le moteur est structuré en quatre sections autonomes, chacune disposant de son propre enroulement, de son inverseur et de sa commande. Cette redondance renforce la fiabilité : si une section tombe en panne, les autres continuent d’assurer le fonctionnement, un critère particulièrement important en aéronautique.

Un développement complet, jusqu’à la validation aux standards aéronautiques

Le projet AMBER réunit aussi Avio Aero, autour du turbopropulseur Catalyst, ainsi que GE Aerospace. Fraunhofer IISB indique toutefois avoir développé ce moteur intégralement, depuis la phase de concept jusqu’à la validation selon les standards aéronautiques.

Des défis persistants entre prototype et équipement certifié

Même si un moteur de 94 kg capable de fournir 1000 chevaux constitue une démonstration marquante, la transformation d’un prototype de laboratoire en équipement aéronautique certifié reste un parcours complexe. Par ailleurs, la question demeure de savoir si des piles à combustible hydrogène pourront garantir une exploitation suffisamment fiable sur des liaisons régionales.

Dans un secteur où les avancées se comptent souvent en décennies, ce moteur représente malgré tout une réalisation d’ingénierie de tout premier plan.