Des chercheurs d’une université écossaise ont présenté un moteur d’aviation entièrement supraconducteur de 100 kW qui pourrait ouvrir la voie à l’avènement de l’avion électrique.

Le système prototype, créé par le Laboratoire de supraconductivité appliquée (ASL) de l’Université de Strathclyde à Glasgow, représente l’une des premières tentatives au monde de développer un moteur à flux axial entièrement supraconducteur pour l’aviation.

Le moteur utilise la technologie supraconductrice à haute température (HTS) pour transporter des courants électriques très importants avec presque aucune résistance lorsqu’il est refroidi à des températures cryogéniques ; 20 Kelvin (K) ou -253 °C.

Cela pourrait permettre aux moteurs d’avion d’atteindre une densité de puissance bien supérieure à celle des machines électriques conventionnelles – une condition essentielle pour les futurs avions à hydrogène et entièrement électriques.

Défis d’ingénierie

La propulsion électrique réduirait considérablement l’impact environnemental du transport aérien, mais le défi consiste à développer des systèmes d’alimentation capables de générer suffisamment d’énergie sans être trop lourds.

Le professeur Min Zhang , qui dirige l’ASL à Strathclyde, a déclaré : « La technologie supraconductrice offre une voie vers des systèmes de propulsion beaucoup plus légers et plus efficaces, mais elle soulève également des défis d’ingénierie majeurs en matière de refroidissement cryogénique, de protection et d’intégration du système. »

Bien que qualifiés de « haute température », les matériaux supraconducteurs à haute température (HTS) fonctionnent en réalité à des températures cryogéniques. Par exemple, le ruban d’oxyde de cuivre et de baryum de terres rares devient supraconducteur entre 20 et 77 K environ. Cette température est nettement supérieure à celle des supraconducteurs conventionnels, qui nécessitent généralement un refroidissement à environ 4 K (-269 °C) à l’aide d’hélium liquide.

L’équipe de Strathclyde a développé le moteur depuis la recherche fondamentale jusqu’au démonstrateur technologique, en combinant la physique des supraconducteurs, l’ingénierie cryogénique, la modélisation électromagnétique et l’intégration des systèmes mécaniques.

L’équipe multidisciplinaire et internationale de Strathclyde – composée de chimistes, de physiciens, d’ingénieurs électriciens et d’ingénieurs mécaniciens – a conçu l’architecture du moteur entièrement supraconducteur, comprenant des enroulements supraconducteurs à faibles pertes en courant alternatif, une nouvelle excitation sans balais et un fonctionnement cryogénique rotatif, dans une seule plateforme intégrée.

Opération cryogénique

Le professeur Zhang a déclaré : « Ce démonstrateur prouve que les moteurs d’aviation entièrement supraconducteurs ne sont plus un simple concept théorique. En intégrant des enroulements supraconducteurs, une excitation sans balais et un fonctionnement cryogénique, nous avons créé une plateforme qui peut contribuer à l’élaboration de la prochaine génération de systèmes de propulsion de classe mégawatt. »

Ce démonstrateur de faisabilité s’inscrit dans le cadre du programme ZEST1 (Zero Emissions for Sustainable Transport 1) , financé par l’Aerospace Technology Institute (ATI) et piloté par Airbus. Le projet ZEST1 a été récompensé lors des ATI Aerospace Technology Innovation Awards 2025, où Airbus a reçu le prix « Shaping the Future » ​​pour sa contribution au développement du vol zéro émission de carbone.

Le démonstrateur s’appuyait directement sur une série de percées fondamentales en recherche développées au cours de plusieurs années grâce à la bourse de recherche de la Royal Academy of Engineering du professeur Zhang intitulée « Fully superconducting machine for zero emission aviation » ou « Machine entièrement supraconductrice pour une aviation zéro émission » et à la subvention de démarrage ERC « Superconducting Electrical. Machines for Zero Emissions » ou « Machines électriques supraconductrices pour zéro émission ».

L’équipe de Strathclyde affirme qu’il s’agit d’une étape importante vers le développement de futures machines supraconductrices de classe mégawatt, qui seraient nécessaires pour les avions commerciaux de plus grande taille.

Avions du futur

Les entreprises aérospatiales explorent de plus en plus les systèmes de propulsion cryogénique utilisant de l’hydrogène liquide. Ce dernier devant déjà être stocké à très basse température, les chercheurs estiment qu’il pourrait permettre de combiner stockage de carburant, refroidissement cryogénique et systèmes électriques supraconducteurs à bord des futurs aéronefs.

Ludovic Ybanex, responsable du démonstrateur de système de propulsion électrique cryogénique chez Airbus UpNext, a déclaré : « Le démonstrateur Cryoprop d’Airbus UpNext constitue une étape importante vers le développement de futures machines supraconductrices de classe mégawatt, qui seraient nécessaires pour les avions de plus grande taille. »

Cette réalisation renforce la position de l’Université de Strathclyde comme centre britannique d’excellence en technologies supraconductrices pour l’énergie. L’université abrite une installation de recherche sur la supraconductivité à haute température (HTS), au sein de son Centre d’innovation avancé pour le zéro émission nette, qui fait partie du pôle d’excellence « Machines et systèmes supraconducteurs » . Cette installation offre des capacités de caractérisation des matériaux HTS, de bobinage et d’essais mécaniques en conditions cryogéniques. 

https://www.strath.ac.uk/whystrathclyde/news/2026/cryoengine