Des scientifiques ont créé un avion semblable à Star Trek qui vole avec des « propulseurs ioniques » et sans carburant

Les scientifiques ont récemment accompli une avancée significative en matière de conception d’avions futuristes à propulseurs ioniques, éliminant ainsi le besoin d’hélices et de carburant conventionnel. Dans un article récemment publié dans la revue Nature, une équipe dirigée par Steven Barrett du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a présenté leur création : un avion utilisant la propulsion électroaérodynamique, basée sur des semi-conducteurs, et dépourvu d’hélices ou de moteurs à réaction fonctionnant avec du carburant classique.

Selon Barrett, « L’avenir de l’aviation ne devrait plus dépendre d’hélices et de turbines, mais plutôt ressembler davantage à ce que l’on voit dans Star Trek, avec une sorte d’effet lumineux bleu et un appareil glissant silencieusement dans les airs. »

Cette percée était autrefois inatteignable en raison des limitations technologiques. Dès 1921, les scientifiques avaient tenté de développer une technologie similaire, qu’on avait alors confondue avec de l’antigravité. Toutefois, l’équipe affirme que des avancées technologiques majeures ont finalement rendu cette réalisation possible.

Au cours de leurs tests entre 2016 et 2018, les chercheurs ont construit un avion d’une envergure de 5 mètres et d’un poids de 2,45 kilogrammes. Ce prototype est équipé de fines électrodes traversant ses ailes. À l’avant des ailes, de fines tiges sont chargées à 20 000 volts positifs, tandis qu’à l’arrière se trouve une voilure, une surface incurvée similaire à l’aile d’un avion classique, chargée à 20 000 volts négatifs. Ce dispositif crée un puissant champ électrique.

À l’avant de l’avion, les électrons sont extraits des molécules d’azote présentes dans l’air pour produire des ions. Lorsque ces ions s’accélèrent vers l’arrière, ils génèrent un vent ionique qui propulse l’avion vers l’avant.

« L’idée fondamentale est qu’en ionisant l’air, c’est-à-dire en lui enlevant un électron, vous pouvez créer une accélération de l’air grâce à un champ électrique », explique Barrett à IFLScience. « C’est un peu similaire à la force que l’on ressent lorsque l’on frotte un ballon contre ses cheveux. »

Lors de 10 vols d’essai, l’avion a réussi à parcourir environ 60 mètres en 12 secondes dans un gymnase loué par l’équipe, avec un rendement de propulsion d’environ 2,6 %. Cependant, à mesure que la vitesse augmente, l’efficacité du système augmente également, ce qui est similaire au fonctionnement des avions classiques. Théoriquement, à une vitesse de 1 080 kilomètres par heure, plus rapide qu’un avion à réaction, son efficacité pourrait atteindre 50 %.

La technique présente des similitudes avec l’utilisation de moteurs ioniques dans certains vaisseaux spatiaux pour se déplacer dans l’espace. « Il y a des parallèles significatifs », note Barrett. Cependant, les engins spatiaux de ce type dépendent de l’ionisation d’un carburant, tel que le gaz xénon, pour générer de la poussée. En revanche, l’avion développé par l’équipe du MIT ne nécessite pas de carburant supplémentaire, se basant uniquement sur des fils fins et une batterie lithium-polymère courante.

Pour le moment, cette technologie reste largement un prototype. Cependant, les perspectives futures sont prometteuses. À court terme, ce système de propulsion pourrait être employé pour propulser des petits drones, les rendant presque silencieux car ils n’auraient pas besoin d’hélices comme les drones traditionnels.

Barrett conclut en déclarant : « Il est encore incertain si nous verrons bientôt des avions de grande taille transportant des passagers, mais je serais certainement très enthousiaste si cela devenait une réalité. »

Les essais de l’avion se poursuivent, et l’équipe a récemment franchi une nouvelle étape en permettant au véhicule de voler de manière télécommandée, au lieu de simplement voler en ligne droite. Dans le futur, ils envisagent de retirer les fils qui pendent de l’avion, et prévoient d’effectuer d’autres tests au cours des prochaines années.

À la conclusion de leur article, l’équipe fait une comparaison entre la durée du vol de leur avion (12 secondes) et celui des frères Wright à Kitty Hawk, en Caroline du Nord, en 1904 (11 secondes), qui a marqué le tout premier vol réussi d’un aéronef plus lourd que l’air, bien qu’il ait été piloté.

Même si leur vol actuel n’atteint peut-être pas la même envergure, les perspectives futures suscitent un grand enthousiasme. Comme le souligne Barrett, « La possibilité de faire voler des avions basés sur des semi-conducteurs est désormais démontrée pour la première fois. »