Solvay et Vertical Aerospace renforcent leur collaboration sur le développement d'eVTOL

Solvay Composite Materials (Alpharetta, Géorgie, États-Unis) et le constructeur d'avions de mobilité aérienne urbaine (UAM) Vertical Aerospace (VA, Bristol, Royaume-Uni) ont annoncé début février un accord de collaboration pour le développement et la fabrication de l'avion électrique à décollage et atterrissage vertical (eVTOL) VA-1X de Vertical Aerospace. Selon cet accord, Solvay donnera accès à son portefeuille de matériaux composites, notamment des systèmes de résines, des préimprégnés et des adhésifs. CW s'est entretenu récemment avec des représentants de Solvay et Michael Cervenka, PDG de VA, pour en savoir plus sur cette collaboration.

Genèse et vision de Vertical Aerospace

VA a été fondée en 2016 par Stephen Fitzpatrick, qui avait auparavant créé l'équipe de course Manor F1. Cervenka explique que Fitzpatrick possède une forte vision en matière de durabilité et cherche à décarboner le transport aérien. Pendant ses trois premières années, VA a opéré en mode « furtif », développant des conceptions d'eVTOL précoces et testant plusieurs prototypes. En 2020, VA a officiellement présenté le VA-1X, un avion tiltrotor entièrement électrique, piloté, transportant quatre passagers, avec une autonomie de 160 km (100 miles) et une vitesse de croisière de 240 km/h (150 mph). Le premier prototype volant du VA-1X est attendu pour septembre 2021, avec une entrée en service prévue en 2024.

Pourquoi Solvay ?

Cervenka indique que Solvay a été choisi pour sa gamme robuste de solutions matériaux, ses valeurs partagées et sa forte présence au Royaume-Uni. VA recherchait également une aide pour le développement des processus, notamment l'atteinte des cadences de production. Par ailleurs, VA accorde une attention particulière à la gestion du poids sur le VA-1X ; Solvay devrait contribuer à cet effort.

Une approche hybride aéronautique-automobile

Gérald Perrin, directeur de programme automobile chez Solvay, souligne que le rythme de fabrication attendu pour le marché UAM en général, et pour VA en particulier, exige un mélange de matériaux aérospatiaux éprouvés et qualifiés, associé à des processus de fabrication adaptés à un environnement de grande série. « C'est vraiment un mélange d'aéronautique et d'automobile », dit-il.

Matériaux et support technique

Sam Hill, responsable de l'ingénierie client EMEA chez Solvay, rapporte que le préimprégné époxy renforcé MTM45-1 de Solvay sera déployé sur le VA-1X, choisi car il est hautement et largement qualifié et offre une flexibilité d'utilisation en autoclave ou hors autoclave. D'autres types de matériaux que Solvay prévoit de fournir incluent des préimprégnés pour outillage, des matériaux de surface, des matériaux de protection contre la foudre et des adhésifs. « Nous alignons l'ensemble du portefeuille matériaux de Solvay pour répondre aux besoins de ce programme. Nous mettrons également à profit le modèle de support d'ingénierie client de Solvay avec accès à nos centres d'application de pointe et un support technique sur site via notre réseau de spécialistes », déclare Hill. « C'est une opportunité très importante pour l'entreprise. »

Production et évolution future

Cervenka précise que les aérostructures prototypes du VA-1X seront fabriquées par des fournisseurs déjà identifiés, l'assemblage étant réalisé par VA. VA prévoit de produire environ 100 avions en faible cadence, avec une montée en puissance rapide vers des volumes plus importants — « atteignant rapidement les bas milliers » — à pleine cadence. À ce stade, la fabrication des composites sera confiée à un fabricant de rang 1. Tout au long du processus, Cervenka et Hill s'attendent à ce que le choix des matériaux et des processus évolue pour intégrer davantage d'options hors autoclave — comme les thermoplastiques — et de l'automatisation telle que le placement de fibres automatisé (AFP). VA utilise la suite logicielle de conception 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes (Waltham, Massachusetts, États-Unis) pour optimiser l'ingénierie de conception du VA-1X.

Défis et perspectives du marché UAM

Bien que Cervenka reste philosophique sur le marché UAM et reconnaisse que VA a encore beaucoup à apprendre, il sait que le VA-1X représente un nouveau type de véhicule volant qui impose des exigences immenses à l'équipementier : « Le VA-1X doit être 100 fois plus sûr qu'un hélicoptère, plus silencieux, sans point de défaillance unique, moins cher à exploiter, avec des coûts de maintenance réduits, posséder des redondances significatives, et être sans émissions. C'est un défi. »

Pourtant, il estime que le potentiel du marché UAM est trop grand pour être ignoré : « Aucun de nous n'a de boule de cristal pour savoir quelle sera l'ampleur de ce marché et à quelle vitesse. Notre objectif est de tirer parti de notre statut de premier arrivant et de lancer rapidement un avion pleinement viable commercialement et hautement compétitif. » VA vise d'abord la certification de vol en Europe, suivie de la mise en service du VA-1X dans des villes et régions « géographiquement défavorisées » qui bénéficieraient le plus du service de covoiturage point à point que les véhicules UAM sont conçus pour offrir.

Une fois ce modèle établi, et sous réserve de l'acceptation du public, Cervenka s'attend à ce que le VA-1X soit déployé dans d'autres grandes villes aux infrastructures routières médiocres ou saturées. Il prévoit qu'en 2030, « de nombreuses grandes villes à travers le monde seront desservies par de grandes flottes UAM ». Comme pour toute nouvelle technologie, les avions UAM offriront d'abord un service premium, mais au cours de la prochaine décennie, ils deviendront démocratisés et plus accessibles. L'objectif de coût de VA pour le VA-1X et ses successeurs est inférieur à 3,00 $ par passager-mile.

Batteries : une technologie clé internalisée

Enfin, il y a une technologie sur le VA-1X que l'entreprise gardera jalousement : les batteries. « Il n'existe pas de système de batteries prêt à l'emploi pour cette application », note Cervenka. « Il est très important que nous fassions ce travail nous-mêmes. » Ainsi, le développement et la fabrication des batteries pour le VA-1X seront pleinement intégrés verticalement pour un avenir prévisible. « Nous ne voyons pas de batteries révolutionnaires arriver qui perturberaient ce marché », affirme-t-il. « Ce sera hautement incrémental. »