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Technologie

Le transport par dirigeable, peut-on y croire?

28-07-2020

Image: Flying Whales

En 2019, Québec investissait des millions de dollars dans une entreprise française peu connue : Flying Whales, qui fabrique des dirigeables. Est-ce le retour en force d’une technologie déchue ou un mirage de science-fiction?

Nous sommes en 1937. Le Hindenburg est une fierté du régime nazi. Long de 245 m, il est le plus grand dirigeable jamais construit. Ce paquebot du ciel propulsé par quatre moteurs diésels assure régulièrement la liaison Berlin-New York pour les voyageurs les plus aisés. Véritable bijou technique, il effectue ce trajet en trois jours, soit trois fois plus rapidement qu’un bateau. La firme allemande Zeppelin semble la seule capable de poursuivre ce rêve futuriste, alors que ses concurrents en Italie, au Royaume-Uni et en Grande-Bretagne accumulent les échecs. Le 6 mai 1937, le réveil est brutal : le « Titanic des airs » s’écrase en flammes alors qu’il descend vers sa tour d’amarrage de Lakehurst, dans le New Jersey. La catastrophe fait 34 morts et signe la fin des vols commerciaux par dirigeable.

Au cours des années suivantes, le traumatisme tempérera les ambitions. Les États-Unis et, à moindre échelle, l’Union soviétique, tenteront de faire usage de dirigeables plus petits, dits « blimps ». La marine américaine s’en servira comme engins de surveillance. Les blimps fonctionnaient à l’hélium, un gaz que les États-Unis conservaient jalousement depuis 1927 – une décision qui a contribué au funeste destin du Hindenburg, condamné à utiliser de l’hydrogène.

Depuis les années 1970, des blimps comme ceux de la firme américaine Goodyear circulent encore dans le ciel. Ils font office de panneaux-réclames ou de navires aériens de croisière, mais uniquement pour quelques heures et seulement par beau temps.

Toutefois, à l’heure où les changements climatiques et les enjeux énergétiques poussent les ingénieurs à chercher des solutions de transport, les vertus du dirigeable inspirent de nouveau. L’automne dernier, Québec annonçait un investissement de 30 millions de dollars dans une entreprise française peu connue des contribuables : Flying Whales, qui fabrique des dirigeables. L’entreprise en démarrage veut changer la donne du transport de charges lourdes ou de denrées dans les régions éloignées. Cette technologie d’antan pourrait être une occasion pour le Québec de devenir le chef de file international d’un mode de transport durable. Pouvons-nous nous autoriser à en rêver ?

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Sortir du nuage

Le Manitobain Barry Prentice en rêve, lui, depuis 20 ans. Le professeur de gestion logistique et des transports de l’Université du Manitoba s’est inquiété dès les années 2000 de la viabilité des chemins de glace de la province, menacés par le réchauffement planétaire. Or, ces routes relient plusieurs communautés isolées du nord du Canada aux plus grands centres qui leur fournissent vivres et matériaux de construction. « Construire et entretenir des routes dans ces régions est particulièrement onéreux, explique M. Prentice. Or, le dirigeable peut se rendre n’importe où et transporter des dizaines de tonnes de matériel. »

Depuis 2002, il organise les conférences Airships to the Arctic pour réunir les spécialistes susceptibles de travailler à la conception de dirigeables. Selon lui, ces engins pourraient aussi aider à patrouiller dans les territoires nordiques et à gérer des fuites de pétrole ou d’autres urgences quand le trafic commercial s’intensifiera autour du pôle Nord libéré des glaces. Dans le même objectif, le professeur a fondé en 2005 l’organisation ISO Polar Airships, qui encourage l’usage des dirigeables pour le transport de fret. Il a également mis en place un centre de recherche consacré à ces aérostats, le Buoyant Aircraft Systems International. Mais ses initiatives se sont heurtées au scepticisme du milieu des affaires et des gouvernements. « Dans le secteur minier, les moyens d’accès et de transport sont cruciaux. Des terres riches en ressources sont souvent isolées et la construction de routes représente un coût énorme. Malgré cela, on m’a répondu que l’investissement dans les dirigeables était trop risqué », rapporte Barry Prentice.

Les désastres du siècle dernier sont toujours bien présents dans l’imaginaire collectif. Et malgré les progrès techniques, ces ballons ellipsoïdes restent chers à fabriquer et, surtout, complexes à manœuvrer.

Les doutes quant à la fiabilité des dirigeables ont eu raison de nombreuses tentatives dans les dernières décennies. L’entreprise allemande CargoLifter AG a fait faillite en 2012, alors qu’elle s’était donné la mission depuis 1994 de bâtir d’immenses hangars et de concevoir des ballons pouvant lever 100 tonnes (t). Varialift Airships, au Royaume-Uni, travaille depuis 2004 sur un dirigeable en aluminium qui aurait une capacité de 250 t et fonctionnerait à l’énergie solaire. Mais l’entreprise n’est pas parvenue à fabriquer un prototype entier. En 2011, la compagnie Discovery Air, basée à Yellowknife, s’était montrée intéressée par l’achat de dirigeables d’une contenance de 50 t à l’entreprise britannique Hybrid Air Vehicles. Elle s’est ravisée l’année suivante. Le premier prototype du fabricant a subi deux accidents en 2016 et 2017.

Le géant américain de matériel de défense et de sécurité Lockheed Martin est lui aussi dans la course et il s’en sort mieux. L’inauguration de ses dirigeables a été repoussée d’année en année, mais il bénéficie au Québec d’un intérêt marqué de la part de la compagnie minière Torngat Metals pour le transport du minerai jusqu’à Schefferville. L’organisme Gestion Schefferville auprès de Québec pour acquérir plusieurs appareils et construire un aéroport adapté.

Selon Barry Prentice, Lockheed Martin est sur la bonne voie grâce à l’appui financier de l’armée américaine. « Avec les dirigeables, you can’t start small, affirme-t-il. Pour beaucoup de technologies, il est possible de commencer dans son garage. Là, il faut un garage gigantesque ! » L’investissement dans Flying Whales annoncé par Québec est une belle récompense pour les années de militantisme du professeur. « Les gouvernements français et québécois sont les premiers en 80 ans à investir dans des dirigeables civils », souligne-t-il. Et c’est ce qui change tout.

« Beaucoup de gens rêvent de dirigeables, mais il y a finalement peu de projets concrets à l’échelle mondiale », constate également Romain Schalck, de l’équipe de Flying Whales à Paris. « Le ciel est dominé par le gouvernement, ajoute Barry Prentice. C’est lui qui décide de ce qui vole et atterrit, où et quand… Donc, si le gouvernement ne se montre pas encourageant, cela crée de l’incertitude auprès des investisseurs. »

La proposition de Flying Whales

Le gouvernement du Québec s’intéresse aux dirigeables depuis plusieurs années déjà. « Le dirigeable peut, comme les drones quadricoptères ou les hélicoptères, rester en vol stationnaire pour le chargement et le déchargement. Mais sa valeur ajoutée, c’est son autonomie », indique David Saint-Onge, professeur en aérospatiale au Département de génie mécanique de l’École de technologie supérieure de Montréal. Le gaz porteur évite de consommer de l’énergie pour lever l’appareil et le maintenir dans les airs. Ainsi, il peut se déplacer sur de plus grandes distances et flotter au même endroit sur une plus longue durée.

Un premier projet québécois, celui de LTA Aérostructures, a échoué en 2017, alors que la firme américaine basée à Montréal comptait installer son usine d’assemblage à Mirabel. Pendant ce temps, la jeune pousse française Flying Whales multipliait les partenariats prometteurs avec le groupe chinois AVIC General Aircraft ainsi que l’Office national des forêts et la Banque publique d’investissement en France. « Je comprends la décision du Québec d’investir, dit le consultant en aéronautique Laurent Ducom, qui travaille présentement avec Flying Whales. J’en ai vu d’autres, des cas de “On pourra faire plein de choses avec notre invention, mais on ne sait pas quoi encore”… Flying Whales a une application bien définie avec des clients qui font partie du projet. »

En effet, ce sont les besoins de l’Office national des forêts qui ont inspiré au fondateur de Flying Whales, Sébastien Bougon, l’idée d’un appareil pouvant récupérer le bois des forêts des Alpes françaises, confronté à des pentes abruptes et à des conditions atmosphériques particulières, sans avoir à se poser au sol.

L’équipe, composée de chercheurs, d’étudiants et de spécialistes en aéronefs hors normes, veut produire un ballon de 154 m de long sur 43 m de haut d’une capacité de 60 t. « On s’est arrêtés sur 60 t par rapport aux besoins du marché, précise Romain Schalck. Mais nous aurons une marge de manœuvre d’une dizaine de tonnes grâce à la motorisation. » Le dirigeable ne touchera jamais le sol, même dans son hangar.

Flying Whales s’est entourée d’un consortium d’entreprises spécialisées dans des technologies préexistantes qu’il reste à adapter et assembler pour fabriquer l’aérostat et tout ce qui servira à ses opérations. Parmi elles, le Groupe ADF, pour mettre au point un système de capteurs qui guideront le dirigeable vers l’intérieur du hangar, puis qui l’en sortiront aligné au vent avant de déverrouiller ses points d’attache. L’Aéroport de Paris également, pour concevoir un réseau de bases d’amarrage et de hangars à travers le monde. L’objectif est de produire 150 dirigeables en France, en Chine et au Québec d’ici 10 ans.

Galerie

Le transport par dirigeable

Un puzzle à assembler

Pour David Saint-Onge, spécialisé en téléopération des aéronefs, les progrès techniques des dernières années ne sont pas étrangers au regain d’intérêt pour les dirigeables. « On a maintenant des matériaux qui permettent d’avoir des coquilles solides beaucoup plus légères. Elles résistent mieux à la grêle, aux oiseaux ou à la manipulation lors du stationnement, explique-t-il. Elles permettent un vol plus stable aussi, tandis que les membranes souples ont une élasticité, elles rebondissent et changent de forme selon la pression. » Grâce à l’impression 3D métallique, il est possible de créer des structures en treillis extrêmement fines, de l’ordre du micromètre.

Néanmoins, si le ballon est l’atout du dirigeable, il est aussi son talon d’Achille. « Son enveloppe est aérodynamique, mais elle reste tout de même une grande voile. Pour rester immobile, l’aérostat doit constamment se battre contre les rafales de vent, ce qui demande beaucoup d’énergie et une capacité de réaction implacable. »

Comment charger de marchandises un appareil qui pourrait être emporté sur plusieurs mètres au rythme des bourrasques ? Le maintien au sol demande énormément de force et une fâcheuse tempête pourrait tout briser. Barry Prentice a eu l’idée d’une plateforme d’atterrissage en forme de table tournante. « L’appareil serait attaché à la plateforme rotative, qui à son tour suivrait les mouvements du ballon selon la direction du vent. » Il réfléchit aussi avec David Saint-Onge et une douzaine d’autres chercheurs canadiens à un système de réception mobile amené par camion dans des communautés nordiques.

Pour sa part, Flying Whales mise sur des points de propulsion placés stratégiquement sur chaque côté de l’appareil pour assurer sa stabilité et des mouvements contrôlés. « Le dirigeable a une inertie très forte. C’est un peu comme un sous-marin des airs », mentionne Romain Schalck. Avec l’énergie électrique, la répartition de l’afflux dans chacun des propulseurs se fait de manière plus fluide qu’avec du carburant. Ainsi, le dirigeable sera hybride dans un premier temps : le kérosène sera transformé en énergie électrique. L’appareil, qui est destiné à devenir tout électrique grâce à des piles à hydrogène, consommera dès ses débuts de 15 à 20 fois moins de carburant qu’un des hélicoptères les plus puissants, le Super Puma d’Airbus, capable de soulever un maximum de quatre tonnes.

Bien qu’il soit deux fois moins léger que l’hydrogène, l’hélium demeure le produit de choix de Flying Whales. L’entreprise souhaitait obtenir rapidement le feu vert des autorités de certification, et l’hydrogène et ses dangers lui auraient mis des bâtons dans les roues. De son côté, Barry Prentice est un fervent défenseur de ce gaz envoyé aux oubliettes depuis la tragédie du Hindenburg. « On en sait plus sur l’hydrogène qu’à l’époque, fait-il observer. Le Canada a suivi les États-Unis dans l’interdiction de l’hydrogène pour les dirigeables en 1922… Or, de nos jours, il peut être plus sécuritaire et surtout plus accessible, alors que les pénuries d’hélium sont fréquentes. »

La rareté de l’hélium n’inquiète pas l’équipe de Flying Whales. « Il sera conservé dans des cellules de gaz réparties dans le ballon, nous ne le consommerons pas comme un carburant », rassure Romain Schalck. Les cellules de gaz vont s’étendre en prenant de l’altitude et se contracter en se rapprochant du sol, ce qui permettra d’ajuster la portance en vol selon la pression atmosphérique.

Flying Whales America

Au mois d’avril dernier, Flying Whales devait prendre son envol au Québec avec l’inauguration de ses bureaux montréalais. Mais pandémie de COVID-19 oblige, l’installation se fera d’ici la fin de l’été, dit Arnaud Thioulouse, qui est à la tête du développement de programmes de Flying Whales Québec. Avec des experts locaux, il doit mener des recherches sur la propulsion hybride ainsi que l’avionique et l’intelligence embarquées. Puis il explorera le marché du Grand Nord, déjà lorgné par Lockheed Martin. « Il est clair que l’entreprise nous perçoit comme un concurrent », a établi Sébastien Bougon lors d’un point de presse en novembre 2019. Les appareils utilisés en Amérique seront fabriqués au Québec. Adaptés au climat local, ils ne pourront cependant pas décoller en cas de conditions givrantes ou si les nuages sont trop bas. « Mais le dirigeable a un plafond d’opération de 3 000 m d’altitude », signale Arnaud Thioulouse. Il y a donc de la marge. « Pour aller plus haut, il nous faut plus de distance. Or, nous ne ferons pas de trajets de milliers de kilomètres. » Le dirigeable servira de pont à partir des gares, des ports, des camions vers les mines et les villages, déclare-t-il. « Il n’est pas question de traverser le Canada en dirigeable. » Une fois reconnues et stabilisées, ces baleines volantes deviendront-elles les chefs de file d’un marché de transport intermédiaire, entre l’avion, le train et le bateau ? Dans la quête actuelle de modes de déplacement moins dommageables pour l’environnement, il peut valoir la peine de se replonger dans les bonnes idées du passé, comme on l’a fait avec la voiture électrique. Comme l’a dit Laurent Ducom, « s’il y a 10 ans le gouvernement du Québec avait investi dans Tesla, tout le monde aurait parié que ça ne mènerait à rien ».

 

 

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