[Projet ECF-02] Ballon d'essai : Co-développement eVTOL Monoplace Hybride (Classe 6 ULM)

[ECF02]

Bonjour à tous,
Pilote et entrepreneur (société en cours de création axée sur la mobilité de basse altitude), je pose actuellement les bases d’un projet baptisé ECF-02. L'objectif est de développer un prototype français d’eVTOL monoplace hybride thermique/électrique conçu pour s’inscrire strictement dans la réglementation de la Classe 6 ULM (MTOW < 330/345 kg).
L’approche se veut ultra-pragmatique pour éviter de réinventer la roue sur la cellule :
1. Cellule : L'idée est de s’appuyer sur une structure carbone existante et éprouvée (type YIVTOL S-ZERO, Jetson One ou équivalent) via une démarche d’ingénierie inversée et d’adaptation structurelle.
2. Propulsion : Intégrer un groupe motopropulseur en architecture série-hybride (mini-APU thermique de type moteur rotatif/Wankel léger de ~15 kW + alternateur à flux axial + batterie tampon à fort taux de décharge).
Le but ? Faire sauter le verrou des 20 minutes d'autonomie du tout-électrique actuel (Jetson ONE, etc.) pour aller chercher 1h30 à 2h00 de vol réels, ouvrant la voie au voyage de loisir et à des applications de surveillance B2B.
De mon côté, je structure le projet pour aller chercher des financements d'amorçage et d'innovation (Bourse French Tech, BPI Deeptech) afin de financer l'intégralité du matériel, des composants, et de l'équipement de laboratoire nécessaire au prototypage.
Je lance un ballon d’essai ici : Je cherche à entrer en contact avec un profil d’ingénieur, mécatronicien ou technicien supérieur — idéalement constructeur amateur d'aéronefs — qui maîtrise les composites carbone et/ou l'électricité de puissance, et qui mûrit peut-être une réflexion similaire dans son coin.
L'idée serait de s'associer pour lui confier la maîtrise d'œuvre technique globale (cellule + motorisation), avec du budget matériel fourni et une vraie place de cofondateur (association au capital).
Si le défi technique vous parle, ou si vous connaissez quelqu'un que cela pourrait brancher, je suis preneur d'un premier échange informel et passionné pour croiser nos regards sur la faisabilité.
Au plaisir de vous lire ou d'échanger en MP !

[Ramel]

Genial
Je n'ai aucune des compétences mais bravo pour le défi

[sonex710]

Hello !
je connais un peu le sujet
je te propose quelques chiffres, pour lancer le débat.
Exemple, similitude avec le Cabri G2 :
Il consomme 30 l/h (22.5kg/h) à sa vitesse de conso mini (50kt).
Le Lycoming à une consommation spécifique de 300 g/kWh, soit 75 kW à cette vitesse.
Le Cabri pèse en moyenne 636 kg (1/2 réservoir), il lui faut donc 118 W/kg.
C'est un chiffre qu'on retrouve à presque toutes les échelles.

screen.jpg

Si ton appareil pèse 335 kg, alors il lui faudra 40 kW.
Si l'alternateur produit 15 kW, il faudra demander 25 kW à la batterie.
Les batteries ont une densité de puissance de 250 W/kg, donc il faut 100 kg de batteries pour 1 heure (sans réserve).
La batterie + le pilote = 180 kg, donc il ne reste que 155 kg ...

Je pense que 1h30 de vol n'est pas atteignable, mais on n'en est pas trop loin

Bien à toi.

[ECF02]

Bonjour,

Merci pour ce retour chiffré. C’est exactement le type de mise à l’épreuve que je recherchais en présentant ECF-02.

Je te rejoins sur le constat suivant : si la puissance nécessaire en vol stabilisé est réellement de l’ordre de 40 kW, un générateur limité à 15 kW serait clairement sous-dimensionné. La batterie devrait alors fournir les 25 kW manquants, soit 25 kWh pour une heure et 37,5 kWh pour 1 h 30, hors pertes, réserve et marges de sécurité.
Petite précision de vocabulaire : pour convertir cette énergie en masse de batterie, il faut parler d’énergie spécifique en Wh/kg, et non de puissance spécifique en W/kg. Avec une hypothèse de 250 Wh/kg au niveau du pack, ton ordre de grandeur de 100 kg pour 25 kWh est bien cohérent.

L’option que j’envisage maintenant serait donc plutôt un générateur capable de fournir 25 à 30 kW en continu, associé à une batterie tampon destinée principalement :

à compléter la puissance pendant le décollage et l’atterrissage ;
à absorber les variations rapides de charge ;
à fournir une réserve de sécurité en cas d’arrêt du groupe thermique.

Avec un générateur de 30 kW et un besoin continu de 40 kW, la batterie ne fournirait plus que 10 kW. Sur 1 h 30, cela représenterait encore 15 kWh, soit environ 60 kg à 250 Wh/kg. Cela reste conséquent, mais nettement plus réaliste que les 150 kg nécessaires avec un générateur de 15 kW.

La question déterminante devient donc double :

Peut-on ramener la puissance nécessaire en translation stabilisée autour de 25 à 30 kW grâce au dimensionnement des rotors, à leur rendement et éventuellement à une contribution aérodynamique de la cellule ?
Peut-on intégrer un groupe générateur de 25 à 30 kW sans compromettre le devis de masse, le refroidissement, les vibrations et la sécurité incendie ?

Des groupes hybrides de cette puissance existent déjà. À titre de référence, le H3X HPDG-30 annonce 30 kW continus pour une masse à sec estimée à 32 kg, avec électronique de puissance et refroidissement intégrés. Ces caractéristiques restent toutefois à confirmer en conditions réelles d’intégration aéronautique.

L’objectif d’ECF-02 serait donc moins de faire fonctionner une batterie importante en parallèle pendant toute la mission que de viser un groupe de 25 à 30 kW capable de couvrir l’essentiel du vol stabilisé, la batterie restant principalement un tampon de puissance et un moyen de sauvegarde.

Je considère toujours les 1 h 30 comme un objectif à démontrer, et non comme une performance acquise. La prochaine étape logique serait d’établir un bilan de puissance par phase de vol : décollage, stationnaire, translation, réserve et atterrissage.

Merci encore pour cette contribution très utile au cadrage du concept.

Bien à toi.

[Ramel]

Bonjour à vous.
Sonex, est il possible de réduire l'énergie nécessaire si tu as une voilure type aile d'avion qui contribue à sustenter à "moindre *cout" ?
Quitte à avoir un evtol qui ressemble sur le principe au Boeing-Bell V-22 Osprey, avec des rotors en bout d'aile qui font décoller vertical ?

[ECF02]

Hello,

C'est le principe du JP1 de DTA (constructeur historique de pendulaire et gyro)qui a une motorisation hybride avec une petite aile aérodynamique pour une portance réduite de 10% ou du AIR ONE avec une aile assurant une portance de prés de 60%, vu sur Facebook sur le groupe "eVTOL & ULM Électrique – Communauté Francophone "
Mais les deux sont des biplaces, le JP1 serait dans la norme ULM en devis de masse mais pas le AIR ONE!
Donc le concept est bien sur valable!!

[sonex710]

Tout à fait, c'est une excellente solution !
Du coup, c'est un double-hybride :
Thermique + électrique et aile + rotor

[ECF02]

Batteries en progrès et piste hybride pour les eVTOL légers

Les eVTOL personnels légers deviennent une réalité, mais leur autonomie demeure fortement contrainte par les batteries.

Aujourd’hui, les meilleures cellules lithium-ion adaptées à l’aviation se situent généralement autour de 250 à 300 Wh/kg au niveau de la cellule. Une fois intégrées dans un pack complet avec boîtier, câblage, protections, refroidissement et système de gestion, la densité énergétique réellement disponible à bord est sensiblement inférieure.

Cette limite explique les autonomies actuellement annoncées sur les multicoptères légers :

le Jetson ONE annonce environ 20 minutes de vol, avec une masse de 115 kg batteries comprises ;
le YIVTOL S-ZERO PLUS est annoncé à 30 minutes et 50 km maximum ;
la gamme S-ZERO annonce jusqu’à 50 minutes pour la version MAX, au prix d’une configuration énergétique plus importante.

Ces valeurs sont des performances constructeur. L’autonomie opérationnelle doit naturellement conserver une réserve et dépend de la masse du pilote, de la température, du vent et du profil de vol.

Que peut-on attendre des prochaines batteries ?

Les batteries à électrolyte solide constituent l’une des pistes les plus prometteuses. Une étude universitaire publiée en 2025 identifie ces batteries comme une alternative susceptible d’améliorer sensiblement les missions eVTOL par rapport aux meilleures cellules lithium-ion actuelles.

Des prototypes atteignent déjà des niveaux élevés. En 2024, EHang a annoncé un essai de 48 minutes et 10 secondes avec une batterie solide donnée pour 480 Wh/kg, soit une amélioration d’endurance annoncée de 60 à 90 % par rapport aux batteries liquides utilisées précédemment sur la même plateforme.

Si l’on raisonne théoriquement à masse de batterie, rendement et puissance identiques :

passer de 250-300 Wh/kg à 400 Wh/kg pourrait apporter environ 30 à 60 % d’énergie supplémentaire ;atteindre 480 Wh/kg représenterait environ 60 à 90 % d’énergie supplémentaire.

Sur le papier, un appareil annoncé aujourd’hui à 20 minutes pourrait donc approcher 27 à 38 minutes, et une machine annoncée à 30 minutes pourrait viser environ 40 à 58 minutes.

Attention cependant : cette progression ne se transpose pas intégralement en durée de vol. Il faut intégrer le poids du pack complet, les réserves, la puissance de décollage, le refroidissement, la durée de vie et les exigences de sécurité. Ces chiffres constituent donc un potentiel théorique, pas une promesse commerciale.

Pourquoi étudier l’hybride dans l’intervalle ?

En attendant la disponibilité industrielle et aéronautique de batteries solides réellement qualifiées, l’hybridation mérite d’être étudiée.

C’est l’une des orientations du projet ECF02 : développer un groupe énergétique hybride compact et léger destiné à une cellule de type S-ZERO, ou plus probablement à une future configuration disposant de davantage de marge, notamment un biplace.

[ECF02]

Un eVTOL monoplace français à suivre aussi: le BLR 15

Je souhaite également attirer l’attention sur le BLR 15, un projet français développé par BLR Aviation.
Le constructeur présente le concept comme un eVTOL électrique (motorisé par 2 génératrices thermiques + 2 batteries) monoplace, compact, silencieux, transportable et conçu pour être stationné dans un garage standard . BLR Aviation met en avant son expérience des multicoptères, des matériaux composites, de la propulsion et des outils de calcul.
Le site ne publie toutefois pas encore les données nécessaires pour juger précisément sa maturité : masse, capacité des batteries, puissance, autonomie, charge utile, dispositifs de sécurité et trajectoire réglementaire.
Il faut donc parler d’un concept français prometteur à documenter, et non d’une machine dont les performances seraient déjà démontrées.
Le BLR 15 peut représenter une nouvelle pièce de l’écosystème français, avec DTA beaucoup plus avancé.
Découvrir le BLR 15 sur le site de BLR Aviation: https://www.blraviation.com/home.html
La France doit-elle accompagner plusieurs plateformes expérimentales afin de construire progressivement son propre cadre pour les eVTOL monoplaces légers ?