Mobilité aérienne urbaine : une future alternative aux transports publics actuels ?

Au cours des dernières décennies, les embouteillages dans les villes ont généralement augmenté, ce qui a eu un impact considérable sur la qualité de la vie urbaine, tant du point de vue de l'environnement que de la santé mentale des citoyens. Aujourd'hui, les mesures prises par les villes visent à dissuader les gens d'utiliser leur voiture (augmentation des taxes routières, des frais de stationnement, etc.

La mobilité aérienne urbaine (ou UAM) est de plus en plus considérée comme une option d'avenir pour des déplacements abordables, rapides et durables, répondant à la fois aux problèmes de congestion et d'environnement auxquels sont confrontées les villes modernes.

Bien qu'elle soit encore en phase de développement, la nouvelle avancée technologique a incité plus de 120 start-ups et entreprises aérospatiales à développer des véhicules UAM connus sous le nom d'eVTOLs (véhicules électriques à décollage et atterrissage verticaux), tous envisageant le potentiel des UAM dans la mobilité urbaine future.

Ces aéronefs utilisent de nouveaux systèmes de propulsion électrique innovants qui pourraient offrir une série d'avantages. En réduisant la nécessité de se déplacer en voiture, les UAM pourraient contribuer à diminuer les émissions de carbone associées aux déplacements, ainsi que d'autres avantages comme la réduction de la pollution atmosphérique. Les UAM réduisent également le temps passé dans les transports (vol en ligne droite à des vitesses supérieures à 250 km/h), ce qui profite directement au mode de vie des navetteurs. Le transport aérien pourrait également permettre la suppression ou la réduction des infrastructures routières dans les centres-villes, contribuant ainsi à améliorer la qualité de vie des citoyens en réduisant le bruit, en augmentant l'accès aux espaces verts et plus encore.

Les principales sociétés eVTOL ont été créées il y a plus de dix ans et prévoient de commencer leurs opérations dès 2024. Joby Aviation est actuellement le leader en ce qui concerne l'avancement du projet (photo en haut à droite de la figure 1), suivi de près par d'autres sociétés qui rivalisent en termes de rayon d'action, de capacité de transport de passagers et de capacités de vol sans pilote. En fait, Volocopter (en bas à gauche sur la figure 1) a convenu avec la ville de Paris de lancer son premier service de taxi aérien pour les Jeux olympiques d'été de Paris en 2024 !

Figure 1 : En haut à gauche : Joby Aviation, en haut à droite : Vertical Aerospace, en bas à gauche : Volocopter, en bas à droite : Airbus UAM

Cependant, il existe actuellement d'importantes limitations à la mise en œuvre des UAM dans les villes. D'un point de vue technique, la technologie actuelle des batteries limite considérablement les capacités opérationnelles de l'aéronef (temps de vol et autonomie), ce qui nécessite une infrastructure importante pour le chargement des batteries. De même, les aéronefs nécessitent des aires d'atterrissage spéciales (appelées vertiports) qui prennent beaucoup d'espace et ne sont donc pas idéales pour les zones urbaines. Cependant, ils peuvent être installés sur les toits ou d'autres infrastructures urbaines existantes (parkings, supermarchés, bureaux, voir la figure 2), ce qui atténue le défi que représente la mise en place de telles infrastructures dans les centres-villes.

Figure 2 : Infrastructure urbaine de Vertiport

Sur le plan opérationnel, les réglementations relatives à la navigabilité des aéronefs et l'acceptation par le public constituent les principaux défis. Alors que les autorités de l'aviation peuvent délivrer des réglementations et des certifications pour garantir la sécurité des aéronefs grâce à des tests approfondis et à la modification des lois actuelles sur l'aviation, l'acceptation du public est plus difficile à gérer. Malgré de solides objectifs de développement d'avions autonomes, une enquête réalisée en novembre 2020 montre que seulement 21 % des personnes interrogées ont déclaré qu'elles se sentiraient en sécurité en voyageant dans un véhicule eVTOL autonome.

Les changements requis par les limites techniques et opérationnelles évoquées ci-dessus obligent à mettre en œuvre les futurs moyens de transport de manière très progressive. La mobilité aérienne urbaine devrait être inaugurée dans les dix prochaines années, en se concentrant sur le fret, les véhicules d'urgence (ambulances, pompiers) et les navettes de passagers (suivant des itinéraires prédéfinis reliant les aéroports aux centres-villes par exemple) avec des pilotes dans un premier temps. Selon les prévisions, les services privés de point à point (air-taxi) ne commenceront que vers 2040 ou 2050, à condition de surmonter les obstacles actuels.

Deux experts du secteur aérospatial ont été invités à donner leur point de vue sur le sujet.

Frank Noppel, PDG de Blueflite, s'attend à voir les UAM devenir plus courants dans un avenir proche :

Nous verrons des VTOL opérationnels à l'horizon 2030. Certains modèles pilotes optionnels ne sont pas loin d'être certifiés et pourraient devenir une plateforme autonome dans les délais mentionnés. Tout dépend de la maturité du système global et de l'évolution de la réglementation au même rythme (à ma connaissance, la réglementation ne couvre pas encore les systèmes aériens autonomes). Il est probable qu'il s'agira moins d'une opération de point à point que de navettes.

Le Dr Sarah Qureshi, PDG d'Aero Engine Craft et experte de la Fondation Solar Impulse, estime que les UAM seront probablement confrontés à des obstacles importants, mais qu'ils pourraient trouver une place sur le marché de la mobilité :

Le décollage vertical pourrait être un phénomène très coûteux et ne remplacerait en aucun cas les transports conventionnels. Cependant, il serait bienvenu pour le transport de marchandises de faible poids vers des zones inaccessibles et comme moyen d'offrir une alternative aux embouteillages sur les routes, mais il resterait certainement sans pilote. Là encore, cela nécessiterait un investissement énorme en termes d'opérations de contrôle du trafic aérien des véhicules aériens sans pilote et de leur coexistence avec les gros avions de transport commercial pour le partage d'un espace aérien très fréquenté.

Pour le Dr Noppel, il faudra peut-être quelques années avant que les UAM puissent surmonter les principaux défis, tels que le coût, pour devenir monnaie courante :

Les méthodes initiales coûteront plusieurs centaines de dollars par heure et ne constitueront donc pas un moyen de transport de masse. Il ne s'agira donc pas de remplacer le modèle existant mais d'offrir une alternative supplémentaire, plus rapide mais aussi plus coûteuse. À long terme, lorsque la technologie arrivera à maturité et sera mieux établie, la transition vers le marché du transport de masse pourra avoir lieu.

Nous présentons ci-dessous quelques solutions labellisées axées sur la mobilité durable et les villes intelligentes, et qui pourraient contribuer à développer des technologies pertinentes pour les MNA.

> L'EPS55 est une solution de propulsion électrique certifiée pour accélérer la transformation de l'industrie aéronautique en la rendant silencieuse, propre et abordable. Elle réduit plus de 250 kg de CO2eq par heure de vol tout en diminuant considérablement les coûts de vol.

> NEXT sont des véhicules électriques modulaires qui peuvent servir de solutions de transport diverses. Les capsules peuvent être couplées au gré du client pour être utilisées comme une voiture partagée, un taxi, un bus, une camionnette de livraison du dernier kilomètre, un camion pour les longues distances, etc.

Urbain Air Mobility propose un moyen de transport rapide et durable au service de la mobilité urbaine ainsi que du fret ou des services d'urgence. Le lancement des services de navettes est prévu pour 2030, mais de nombreux obstacles techniques et opérationnels doivent encore être surmontés avant que ces avions puissent être utilisés en toute sécurité.

L'UAM présente un grand potentiel pour les transports de nouvelle génération s'inscrivant directement dans l'économie partagée et les modèles émergents de villes intelligentes.