Histoire et fonctionnement des voitures volantes — TPE

Rêve de l’homme, fruit de la science-fiction depuis des décennies (déjà présent dans Retour vers le futur) ou simplement évolution technologique, la voiture volante s’apprête à effectuer ses premiers vols dans les prochaines années. On a beaucoup, beaucoup parlé de la voiture volante au cours des dernières semaines, notamment avec le passage de la Terrafugia Transition au salon de l'auto de New York.

Naissance de l'idée et premiers prototypes

L'industrie de l'automobile et celle de l'aviation sont nées sensiblement à la même époque. On aurait pu penser qu'elles auraient généré un produit commun. Ce ne fut évidemment pas le cas. Le premier de ces prototypes aurait très bien pu être l'Autoplane tout aluminium du légendaire constructeur d'avion américain Glenn Curtiss, dessinée en 1917.

S'ensuivirent quelques essais peu fructueux, dont le plus sérieux aurait pu être le Convair 103 développé par l'inventeur américain George Spratt, en collaboration avec l'ingénieur automobile et aéronautique William Stout. L'auto, la Spratt-Stout 8 (1944) possédait une aile détachable qui transformait l'appareil en voiture. Stout a tenté sa chance une nouvelle fois, en acceptant le prototype de Theodore Hall, la HFC (Hall Flying Car).

L'Airphibian a été la première voiture volante certifiée par la Civil Aeronautics Administration, prédécesseur de la Federal Aviation Administration (FAA). L'Airphibian a été dévoilée en 1946. Quelques années plus tard, l'Aerocar de Molt Taylor aurait pu enfin réussir l'exploit. Il a construit six exemplaires de son Aerocar et il reçu sa certification de vol en 1956.

Au Canada, la société aéronautique Avro a développé pour les militaires canadiens et britanniques un prototype, l'Avrocar. Au début des années 70, la compagnie californienne Advanced Vehicle Engineers (AVE) a eu la brillante idée de modifier une Ford Pinto en y greffant un module « ailes et moteur » provenant d'un avion Cessna Skymaster. Aujourd'hui, un autre Américain, Paul Moller, développe un principe différent d'auto volante. La M400 Skycar, complètement contrôlée par ordinateur, peut décoller et atterrir à la verticale.

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Projets contemporains et prototypes récents

Depuis quelques temps, de nombreux prototypes ont été annoncés, que ce soit dans la presse ou dans des événements internationaux. Certains d’entre eux ont même réalisé leurs premiers vols et une grande majorité estime que les premières voitures volantes verront le jour entre 2022 et 2025. Plusieurs prototypes ont été dévoilés ces derniers mois. Constructeurs et start‑ups proposent des solutions à la fois inédites et viables.

• La Pal‑V Liberty : la société néerlandaise s’est conformée aux lois en vigueur actuelle. La Pal‑V Liberty a aussi pour avantage d’être un véhicule polyvalent. Elle peut, bien entendu, voler jusqu’à 320 km/h mais également circuler sur des routes traditionnelles jusqu’à 160 km/h. Cette voiture essence passe du mode « avion » en mode « voiture » en 10 minutes (l’hélice servant à la propulsion de l’aéronef se rétracte alors sur le toit). Trois roues, deux sièges, deux hélices.
• AeroMobil 4.0 : la voiture volante de la start‑up slovaque AeroMobil fait partie des engins volants les plus intéressants. Tout comme la Pal‑V Liberty, l’AeroMobil 4.0 pourra se conduire aussi bien dans les airs que sur la terre ferme, à une vitesse maximale similaire, mais passe en mode « avion » plus rapidement, 3 minutes. Elle replie à la main en 3 minutes.
• Lilium : voiture volante avec 12 rotors (hélices) et 36 moteurs électriques, d’une envergure d’environ 12 mètres, conçue avec une autonomie de 80 km et une vitesse de croisière de 120 km/h pour opérer en zone urbaine. Le prototype promet également d’être silencieux.
• Xpeng X2 (Xpeng Aeroth) : quadricoptère biplace en fibre de carbone, conçu pour les futurs vols urbains à basse altitude. Il a obtenu un permis de vol spécial de l'Administration de l'aviation civile de Chine pour réaliser des tests habités ; depuis son vol inaugural, l’appareil a effectué plus de 3000 tests. Il dispose de deux modes de pilotage : manuel et automatique.
• Skydrive (Japon), Uber (associée à Hyundai), Kitty Hawk (Flyer), Vaylon (Pégase) : autres projets notables qui feront également parler d’eux dans les prochaines années.

Techniques et fonctionnement

Ces véhicules mêlent des technologies aéronautiques et automobiles : ailes rétractables, rotors électriques, propulsion hybride ou essence, structures légères en fibre de carbone, systèmes de contrôle automatisés. D’autres prototypes comme la Skycar tiennent plus de l'avion que de l'auto et la plupart possèdent des systèmes de décollage vertical ou court.

La Dolorean de Retour vers le futur existe vraiment ? Pas exactement. Dans cette volonté de voiture volante, nombre d’entreprises entreprennent la conception et fabrication de ce type d’engin. Néanmoins, le défi est grand ! Volante s'avère beaucoup plus complexe qu'il n'y paraît. La construction d'un véhicule capable de rouler et de voler complexifier la construction du véhicule : il faut concilier la légèreté nécessaire au vol et la robustesse exigée pour l'usage sur route.

Performances

La Pal‑V Liberty peut voler jusqu’à 320 km/h et circuler sur route jusqu’à 160 km/h. Certaines propositions annoncent des vitesses très ambitieuses : certaines conceptions visent d'atteindre 540 km/h en vol. D’autres prototypes urbains privilégient la modération : une voiture volante effectuerait des vols de quelques minutes sur de courtes distances, à basse altitude, généralement inférieure à 100 mètres au-dessus du sol, avec des vitesses autour de 60 à 120 km/h selon le modèle.

Modes de pilotage et automatisation

La plupart des projets combinent des modes manuel et automatique. Le Xpeng X2 propose un mode automatique qui automatise les opérations de démarrage, de retour et d’atterrissage. La contrainte la plus contraignante est parfois l'automatisation complète des véhicules : l'usage de drones ou de taxis volants entièrement autonomes est envisagé mais soulève des questions réglementaires et techniques.

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Réglementation, licences et infrastructures

Aujourd’hui, il n’existe aucune loi spécifique régissant la voiture du futur. De ce fait, les personnes désirant la conduire devront se soumettre aux mêmes règles de l’aviation traditionnelle. À savoir, entre autres, un décollage obligatoire dans un aérodrome et surtout, la possession d’un brevet de pilote qui attesterait la maîtrise du véhicule volant. Vient ensuite la question de la licence : la seule licence de pilotage ne suffira plus ; la conduite aérienne urbaine et l’usage particulier de ces véhicules exigera des certificats, de la formation et des heures d’apprentissage. Marc Weber illustre que ces engins voleront à moins de 2 000 m d'altitude et seront séparés au minimum de 300 m d'altitude.

Avant toute commercialisation, que cela soit de taxis ou de véhicules tout public, un code aérien devra être défini afin que les usagers dans les cieux puissent se partager au mieux l’espace aérien. Il faudra déterminer quels engins seront prioritaires : les avions, les hélicoptères, les voitures autonomes ? Faudrait‑il déterminer des itinéraires aériens obligatoires ou laisser le libre arbitre tant que des distances de sécurité sont respectées ? Autre problème, le décollage et l'atterrissage : il faudra une autorisation pour se poser ou s'envoler et créer des infrastructures d'atterrissage (vertiports, aérodromes urbains).

Contraintes économiques et marché

Les options de ces véhicules sont chères : entre 300 000 et 500 000 euros selon les modèles. Trouver un marché sera complexe ; ces véhicules joueront d'abord un rôle de vitrine pour un statut social, comme chez Porsche ou Ferrari, et une offre destinée aux privilégiés fera sans doute qu'une utilisation restera restreinte. Les gains de temps pour l'usager particulier seront parfois minimes selon les itinéraires et la gestion du trafic aérien. Le débit de passagers transportés pourrait aussi limiter l’intérêt : la voiture serait à nouveau perdue dans des problèmes de trafic si l'organisation n'est pas pensée globalement.

Applications et premiers usages

Les usages pressentis incluent taxis volants, transport médical, visites touristiques et missions de loisir. Dans certaines villes (Dubaï, Singapour), des tests de véhicules autonomes volants ou taxis volants ont déjà été testés avec succès à Dubaï. Certaines voitures volantes effectueront des vols de courtes distances pour échapper au trafic trop dense des villes, promettant des déplacements silencieux si leur propulsion est électrique.

Limites et défis à surmonter

Le défi technologique est en passe d'être relevé, mais des problèmes subsistent : complexité technique, poids et densité des systèmes, contraintes aérospatiales et industrialisation. L'usage routier et aérien impose des compromis. L'auto‑volante peut être jugée une chimère par certains experts, ou « entre mauvaise voiture et mauvais avion », et le véhicule doit trouver son identité technique et réglementaire.

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De nombreux projets font parler d’eux puis disparaissent : cela s’explique par les défis techniques associés à un tel moyen de transport, mais aussi par les problématiques de circulation. Les constructeurs devront aussi résoudre la question du bruit, de la sécurité et de l'entretien : par exemple, les autogires ou systèmes similaires demandent un entretien moindre que certains hélicoptères, mais restent contraignants.

Dates et perspectives

Certaines sociétés annoncent des débuts de commercialisation proches : un prototype devrait commencer sa commercialisation en 2025, la Pal‑V fut annoncée avec des livraisons envisagées, et la Terrafugia Transition a été exposée dans des salons. La première voiture volante est enfin disponible à l'achat, selon certaines sources, tandis que d'autres projets doivent encore obtenir des homologations et résoudre des problèmes de production en série. Pour l'instant, l’homologation dans un pays ne veut pas forcément dire que les autres pays du globe donneront leur aval pour que l'appareil puisse voler dans leur espace aérien.

En définitive, bien que des défis subsistent, notamment en matière de réglementation et d’infrastructure, le potentiel de transformation de la mobilité urbaine par les voitures volantes est immense. Elles promettent de révolutionner non seulement la manière dont nous nous déplaçons, mais aussi la structure même de nos villes et de nos vies quotidiennes.

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