OPENAE Open Aircraft EngineConnexion

OPEN AIRCRAFT ENGINE

Une aviation légère, accessible et durable

PRÉAMBULE - Pourquoi 65 CV ?

Une démarche économique, écologique et humaine OpenAE fait le choix de limiter son périmètre initial aux solutions de propulsion développant au maximum 65 CV, dont 55 CV en utilisation continue.

Cette limite ne constitue ni un objectif de performance insuffisant, ni une contrainte arbitraire.

Elle exprime une orientation fondamentale :

Avant de chercher à décarboner la puissance, il faut d’abord interroger la puissance réellement nécessaire.
Le premier acte d’une démarche écologique cohérente ne consiste pas nécessairement à remplacer une source d’énergie par une autre tout en conservant les mêmes masses, les mêmes vitesses et les mêmes niveaux de puissance.

Il consiste à rechercher la mission aérienne la plus légère, la plus simple et la plus sobre capable de répondre au besoin de nouveaux projets.

La flotte historique en service, initialement motorisée avec des moteurs  deux temps tels que le Rotax 582, est en attente d’une solution retrofit nouvelle génération.

Pour de nombreux usages de l’aviation légère, une puissance comprise entre 50 et 65 CV peut être suffisante pour :
  • Voler seul ou à deux ;
  • Se former ;
  • Entretenir ses compétences ;
  • Voyager localement ou régionalement ;
  • Expérimenter ;
  • Pratiquer le vol de loisir ;
  • Exploiter certains aéronefs utilitaires légers ;
  • Assurer certaines missions de drone ;
  • Développer de nouvelles technologies propulsives à une échelle accessible.

Le périmètre de 65 CV constitue ainsi le point de rencontre entre deux enjeux indissociables :
  • La réduction de l’empreinte économique du vol ;
  • La réduction de son empreinte matérielle et énergétique.
1. Retrouver la juste puissance
L’évolution de l’aviation légère a progressivement conduit une partie du marché vers des aéronefs plus lourds, plus équipés, plus rapides et plus puissants.

La disparition progressive des moteurs aéronautiques deux temps a participé à cette évolution.

Le Rotax 582 UL, moteur emblématique de l’aviation ultralégère, développait environ 65 CV pour une masse et une architecture compatibles avec de nombreuses machines simples. BRP-Rotax a officiellement arrêté sa production à la fin de l’année 2021, en expliquant cette décision par la transition presque complète du marché léger et ultraléger vers les moteurs quatre temps.

Cette transition a apporté des progrès importants en matière de consommation spécifique, de confort d’utilisation, de fiabilité et de durée de vie. Elle a cependant également contribué à déplacer le centre de gravité du marché vers des motorisations plus puissantes, plus lourdes et plus coûteuses.

Le segment est désormais largement structuré autour de moteurs tels que le Rotax 912 :
  • 80 CV pour le Rotax 912 UL ;
  • 100 CV pour le Rotax 912 ULS et le Rotax 912 iS.

Le constructeur présente lui-même le 912 UL de 80 CV comme son moteur d’entrée de gamme pour l’aviation légère.

Ces moteurs constituent des références industrielles éprouvées. OpenAE n’a pas vocation à nier leur qualité ni leur utilité.

Le constat est différent : entre les moteurs historiques légers d’environ 50 à 65 CV et les solutions quatre temps établies de 80 à 100 CV, un espace technique, économique et industriel s’est réduit.

En l’absence d’une offre moderne, attractive et soutenue dans la gamme des 50 à 65 ch, le concepteur d’un aéronef peut être conduit à choisir une motorisation de 80 ou 100 ch, puis à dimensionner progressivement la cellule, les équipements et les performances autour de cette puissance disponible.

Cette logique peut provoquer un enchaînement cumulatif :
davantage de puissance --> davantage de masse --> davantage de structure --> davantage de carburant --> davantage de coût --> besoin renouvelé de puissance.

OpenAE propose d’inverser cette logique.
Le point de départ doit être la mission :
  • Quelle charge doit réellement être transportée ?
  • A quelle vitesse utile ?
  • Sur quelle distance ?
  • Avec quel niveau d’équipement ?
  • Avec quelle réserve de sécurité ?
  • Avec quelle puissance continue réellement nécessaire ?

L’objectif n’est pas de réduire arbitrairement les performances.

Il est de rechercher la puissance juste, c’est-à-dire la puissance suffisante pour accomplir une mission clairement définie sans entraîner inutilement la masse, la consommation, le coût et la complexité de l’ensemble de l’aéronef.
2. La sobriété commence avant le choix de l’énergie
Les débats sur l’avenir de la propulsion aérienne portent fréquemment sur le remplacement des carburants fossiles par :
  • L’électricité ;
  • L’hydrogène ;
  • Les carburants de synthèse ;
  • Les biocarburants ;
  • L’hybridation ;
  • D’autres formes de stockage ou de conversion d’énergie.

Ces recherches sont indispensables. Cependant, aucune source d’énergie n’est sans contrainte.

Toute solution de propulsion exige :
  • Des matières premières ;
  • De l’énergie pour sa fabrication ;
  • Une infrastructure ;
  • Des systèmes de stockage ;
  • Une chaîne logistique ;
  • Des opérations de maintenance ;
  • Une gestion de sa fin de vie.

Une motorisation dite propre, installée sur un aéronef inutilement lourd ou surdimensionné, ne constitue pas nécessairement une solution sobre.

OpenAE considère donc que la transition environnementale de l’aviation légère doit commencer par quatre interrogations successives :
  1. Peut-on alléger la mission ?
  2. Peut-on alléger l’aéronef ?
  3. Peut-on réduire la puissance nécessaire ?
  4. Quelle source d’énergie est alors la mieux adaptée ?

Cette démarche permet d’éviter que la nouvelle énergie soit uniquement utilisée pour reproduire un système ancien sans remettre en cause son dimensionnement.

Dans cette perspective, la limite de 65 CV n’est pas seulement une caractéristique moteur. Elle devient une discipline de conception de l’aéronef complet.

Elle invite à travailler simultanément sur :
  • La masse à vide ;
  • La traînée ;
  • La finesse ;
  • L’efficacité propulsive ;
  • Le refroidissement ;
  • La consommation des équipements ;
  • La vitesse de croisière réellement utile ;
  • La facilité de maintenance ;
  • La durée de vie des composants ;
  • La réparabilité ;
  • La recyclabilité ;
  • La disponibilité locale des pièces.

Un moteur sobre ne peut exprimer tout son intérêt que dans un aéronef pensé pour la sobriété, ce que porte l’état d'esprit historique du mouvement ULM.
3. Une puissance réduite pour une aviation économiquement accessible
L’enjeu écologique est indissociable de l’enjeu économique.

Le coût d’accès au vol dépend notamment :
  • Du prix d’acquisition de l’aéronef ;
  • Du prix de la motorisation ;
  • De la consommation ;
  • Des coûts de maintenance ;
  • Du prix des pièces ;
  • Des assurances ;
  • Du stockage ;
  • De la complexité des opérations ;
  • De la disponibilité des compétences techniques.

La puissance moteur influence directement ou indirectement une grande partie de ces coûts.

Une motorisation moins puissante, lorsqu’elle est cohérente avec la mission, peut permettre :
  • Une cellule plus légère ;
  • Une hélice plus simple ;
  • Des efforts structuraux réduits ;
  • Une consommation horaire inférieure ;
  • Une maintenance plus accessible ;
  • Des pièces plus petites ;
  • Des moyens de fabrication et d’essai plus abordables ;
  • Une réduction du coût global de possession.

La sobriété ne doit donc pas être comprise comme une privation. Elle peut constituer un moyen de préserver et d’élargir l’accès au vol.

Une aviation légère dont les machines deviennent continuellement plus coûteuses, plus complexes et plus puissantes risque de devenir inaccessible à une part croissante :
  • Des jeunes pilotes ;
  • Des aéroclubs ;
  • Des petites écoles ;
  • Des constructeurs amateurs ;
  • Des mécaniciens indépendants ;
  • Des expérimentateurs ;
  • Des petites entreprises innovantes.

Le développement de machines monoplaces ou biplaces simples, propulsées par 50 à 65 CV, peut contribuer à maintenir une aviation :
  • Populaire ;
  • Formatrice ;
  • Décentralisée ;
  • Maintenable ;
  • Accessible aux petites structures ;
  • Compatible avec des volumes de production limités.

OpenAE défend ainsi une écologie qui ne se limite pas à la mesure des émissions.

Elle inclut également :
  • La modération des ressources utilisées ;
  • La longévité des matériels ;
  • Leur réparabilité ;
  • La transmission des connaissances ;
  • La capacité à fabriquer localement ;
  • La maîtrise du coût d’usage ;
  • La possibilité pour un plus grand nombre de personnes de pratiquer durablement.
4. Voler léger pour se former et entretenir ses compétences
L’aviation légère ne constitue pas uniquement une activité de loisir. Elle forme un écosystème d’apprentissage, de pratique et de transmission.

Elle permet de découvrir et d’exercer concrètement :
  • L’aérodynamique ;
  • La mécanique du vol ;
  • La météorologie ;
  • La navigation ;
  • La réglementation ;
  • La gestion du risque ;
  • La mécanique ;
  • L’électronique ;
  • Les matériaux ;
  • La fabrication ;
  • La maintenance ;
  • Les essais ;
  • Les facteurs humains.

Le brevet de pilote ULM est accessible à partir de 15 ans et repose sur une formation théorique et pratique.
L’ULM offre par ailleurs plusieurs classes de machines, du paramoteur à l’hélicoptère ultraléger, constituant autant de portes d’entrée vers les métiers et les techniques de l’aérien.

Pour certains, cette découverte conduit au pilotage de loisir.

Pour d’autres, elle fait naître une vocation de :
  • Mécanicien aéronautique ;
  • Technicien de maintenance ;
  • Chaudronnier ;
  • Usineur ;
  • Electronicien ;
  • Ingénieur ;
  • Pilote professionnel ;
  • Instructeur ;
  • Expérimentateur ;
  • Entrepreneur de l’aéronautique.

L’aviation légère participe ainsi au renouvellement des compétences nécessaires à l’ensemble du secteur aérien.

Elle offre un environnement dans lequel une personne peut voir, comprendre, démonter, entretenir, modifier et exploiter un système aéronautique à une échelle humainement accessible.

Cette proximité entre la machine et son utilisateur est particulièrement précieuse.

Dans l’aviation commerciale, les systèmes sont nécessairement complexes, fortement intégrés et organisés autour de structures industrielles spécialisées.

Dans l’aviation légère, il reste possible de comprendre l’aéronef dans sa globalité et d’observer directement les relations entre :
  • Conception ;
  • Fabrication ;
  • Maintenance ;
  • Pilotage ;
  • Sécurité ;
  • Retour d’expérience.

OpenAE veut préserver et renforcer cette fonction pédagogique.
5. Des machines simples pour accumuler une expérience de vol utile
L’obtention d’un brevet ne constitue que le commencement de l’apprentissage.

La compétence aéronautique se développe ensuite par :
  • La régularité de la pratique ;
  • La diversité des situations rencontrées ;
  • L’analyse des décisions ;
  • Le retour d’expérience ;
  • La connaissance progressive de la machine ;
  • L’entretien des automatismes ;
  • La maîtrise de ses propres limites.

Il est donc souhaitable qu’un pilote puisse continuer à voler régulièrement après sa formation.
Or, la fréquence de pratique dépend fortement du coût horaire et de la disponibilité des machines.

Des aéronefs monoplaces ou de petits biplaces simples, légers et raisonnablement motorisés peuvent favoriser une pratique plus régulière.

Ils peuvent constituer des machines adaptées :
  • A l’entraînement local ;
  • Au perfectionnement ;
  • A la navigation simple ;
  • A l’accumulation progressive d’expérience ;
  • Au maintien des compétences ;
  • A l’expérimentation encadrée ;
  • A la découverte de différentes qualités de vol.

Cette démarche doit naturellement respecter les exigences de sécurité, de formation, de préparation du vol et de progression individuelle.

Elle ne consiste pas à considérer qu’une machine légère ou peu puissante serait automatiquement facile ou sans risque.

Elle consiste à rendre possible une pratique régulière sur une machine dont :
  • Le coût est maîtrisé ;
  • Les performances sont compréhensibles ;
  • Les limites sont clairement établies ;
  • La maintenance est accessible ;
  • L’utilisation reste cohérente avec l’expérience du pilote.

Mieux vaut pouvoir voler régulièrement sur une machine simple et adaptée que rarement sur une machine dont le coût ou la complexité limitent l’utilisation.

La disponibilité d’une motorisation moderne entre 50 et 65 ch peut donc participer indirectement à la sécurité, en contribuant à rendre l’entraînement plus accessible.
6.  L’aviation légère comme pépinière technologique
L’histoire aéronautique montre que l’innovation ne suit pas toujours un mouvement descendant depuis les grands programmes industriels vers les petites machines.

L’aviation légère, l’expérimentation et le monde amateur ont également constitué des terrains d’émergence pour :
  • De nouvelles architectures ;
  • De nouveaux matériaux ;
  • De nouveaux procédés ;
  • De nouvelles méthodes de construction ;
  • De nouveaux équipements ;
  • De nouveaux usages ;
  • De nouvelles formes de propulsion.

Une solution développée pour une puissance inférieure à 65 CV ne sera pas nécessairement transposable directement à un avion commercial. Les différences d’échelle, de certification, de redondance, de durée de vie et de criticité sont considérables.

Cependant, certains principes, sous-systèmes ou résultats peuvent franchir les échelles.

Le domaine OpenAE peut notamment permettre d’expérimenter :
  • L’hybridation thermique-électrique ;
  • Les alterno-démarreurs ;
  • Les architectures électriques haute tension ;
  • Les batteries structurelles ou modulaires ;
  • Les systèmes de récupération ou de gestion d’énergie ;
  • L’hydrogène ;
  • Les carburants de synthèse ;
  • Les biocarburants ;
  • Les carburants multiples ;
  • Les moteurs à très haut rendement ;
  • Les générateurs embarqués ;
  • La propulsion distribuée ;
  • Les hélices optimisées ;
  • La réduction acoustique ;
  • Les matériaux biosourcés ;
  • La fabrication additive ;
  • La surveillance de santé moteur ;
  • La maintenance prédictive ;
  • Les calculateurs ouverts ;
  • Les systèmes de commande tolérants aux pannes ;
  • Les méthodes rapides de prototypage et d’essai.

La petite puissance présente plusieurs avantages pour l’expérimentation :
  • Les prototypes sont moins coûteux ;
  • Les bancs d’essai sont plus accessibles ;
  • Les quantités d’énergie mises en jeu sont plus faibles ;
  • Les composants sont plus faciles à fabriquer et à instrumenter ;
  • Les cycles de modification peuvent être plus courts ;
  • Plusieurs architectures peuvent être comparées ;
  • Des universités, PME et contributeurs indépendants peuvent participer.

OpenAE peut ainsi constituer un laboratoire ouvert de propulsion aérienne à échelle réduite.

Toutes les solutions ne réussiront pas. Toutes ne seront pas transposables.

Mais les données, les méthodes, les erreurs et les réussites pourront former un patrimoine technique utile à des applications plus larges.
7.  De la propulsion légère à l’aviation de demain
OpenAE ne prétend pas résoudre à lui seul la transition environnementale de l’aviation.

Il propose un terrain concret pour y contribuer.

La démarche consiste à :
  • Partir d’un besoin limité ;
  • Réduire la puissance nécessaire ;
  • Conserver des architectures simples ;
  • Rendre les définitions accessibles ;
  • Faciliter la fabrication de prototypes ;
  • Documenter les essais ;
  • Comparer objectivement les solutions ;
  • Conserver les connaissances acquises ;
  • Permettre leur réutilisation.

La solution qui émergera ne sera peut-être pas unique.

Selon les missions, il pourra exister :
  • Un moteur thermique simple utilisant un carburant renouvelable ;
  • Une propulsion électrique pour les vols courts ;
  • Une architecture hybride pour augmenter l’autonomie ;
  • Un prolongateur d’autonomie ;
  • Une solution à hydrogène ;
  • Une architecture encore inconnue aujourd’hui ;
  • Plusieurs solutions complémentaires.

Le rôle d’OpenAE n’est pas de désigner à l’avance une technologie gagnante.
Il est de créer les conditions permettant de les concevoir, les fabriquer, les tester et les comparer.
Certaines innovations développées dans ce cadre resteront propres aux aéronefs légers.

D’autres pourront inspirer ou alimenter :
  • L’aviation générale ;
  • Les drones ;
  • Les appareils régionaux ;
  • Les systèmes auxiliaires ;
  • Les groupes de puissance ;
  • Les nouvelles architectures de l’aviation commerciale.

Personne ne peut savoir aujourd’hui quelles briques technologiques franchiront ces étapes.
Mais leur émergence sera d’autant plus probable qu’existera un environnement ouvert dans lequel elles pourront être expérimentées sans devoir financer dès l’origine un programme industriel de grande ampleur.
8. La vocation de la limite de 65 cV
La limite de 65 CV doit donc être comprise comme le fondement stratégique d’OpenAE.

Elle permet de réunir :

Une ambition écologique
Réduire les besoins en énergie et en matières avant même de choisir la source d’énergie.

Une ambition économique
Rendre la motorisation, la fabrication, l’entretien et le vol plus accessibles.

Une ambition industrielle
Créer un segment dans lequel des PME, des ateliers et des fournisseurs spécialisés peuvent contribuer à des séries limitées.

Une ambition pédagogique
Permettre aux pilotes, techniciens et ingénieurs de comprendre et de maîtriser des systèmes complets.

Une ambition sociale
Préserver une aviation légère accessible, vivante et répartie sur les territoires.

Une ambition technologique
Expérimenter de nouvelles solutions de propulsion à une échelle compatible avec les moyens d’une communauté.

Une ambition patrimoniale
Conserver les définitions, les essais et les retours d’expérience au-delà de la durée de vie d’une entreprise ou d’une équipe.

Déclaration préliminaire

OpenAE affirme que la transition écologique de l’aviation ne peut pas reposer uniquement sur le remplacement d’une énergie par une autre. Elle doit également interroger :
  • Les missions ;
  • Les masses ;
  • Les vitesses ;
  • Les puissances ;
  • Les usages ;
  • La durée de vie ;
  • La réparabilité ;
  • Les modèles économiques.

OpenAE affirme que, pour une partie significative de l’aviation légère, 50 à 65 ch peuvent représenter non pas un retour en arrière, mais une voie de progrès.

Une voie vers des aéronefs :
  • Plus légers ;
  • Plus accessibles ;
  • Plus sobres ;
  • Plus simples ;
  • Plus faciles à maintenir ;
  • Plus adaptés à la formation et à la pratique régulière ;
  • Plus ouverts à l’expérimentation.

OpenAE affirme que l’aviation légère possède une valeur qui dépasse son activité économique directe.

Elle fait naître des vocations.
Elle forme des pilotes.
Elle entretient des compétences.
Elle rapproche les utilisateurs de la technique.
Elle permet à des étudiants, artisans, techniciens, ingénieurs, chercheurs et entrepreneurs de transformer une idée en objet volant réel.


OpenAE affirme enfin que les solutions mises au point dans le domaine des faibles puissances peuvent devenir les briques de systèmes futurs plus importants.
“Réduire la puissance nécessaire.”
“Ouvrir la connaissance.”
“Expérimenter à une échelle accessible.”
“Préparer les propulsions de demain.”