Doté d’un budget global de près de 5 M€, le projet européen HYPERWIN – HYdrogen-powered suPErconducting motoR Windings for zero-emission aIrcraft propulsioN a été sélectionné dans le cadre du programme Clean Aviation.
Son objectif est de développer et valider des bobinages statoriques en supraconducteurs à haute température critique (HTS), alimentés en courant alternatif, pour de futurs moteurs électriques de forte puissance destinés à l’aviation hydrogène-électrique. Ces matériaux ouvrent la voie à des machines plus compactes, plus légères et à très haut rendement, tandis que l’hydrogène liquide offre un environnement cryogénique favorable à leur intégration.
Sur 24 mois, la technologie passera de briques de niveau TRL 3/4 à une validation TRL 5 dans des conditions proches de celles d’une machine de propulsion de 2 MW. Les travaux couvrent la conception et l’optimisation des bobinages, leur fabrication, leur refroidissement cryogénique, leur protection et leur qualification expérimentale pour l’application aéronautique.
Une contribution forte du GREEN à la caractérisation et aux essais #
Au sein du consortium, le Groupe de Recherche en Énergie Électrique de Nancy (GREEN) apporte son expertise en supraconductivité appliquée au génie électrique, avec un savoir-faire reconnu en caractérisation des matériaux et conducteurs HTS, mesure des pertes AC, expérimentation cryogénique et modélisation multiphysique.
L’Université de Lorraine participera à la conception et à l’optimisation des bobinages et jouera un rôle central dans les essais à l’échelle des modules. Ceux-ci porteront notamment sur les caractéristiques électriques (Ic, n et courbes V-I), les pertes AC en fonction du courant, de la fréquence et de formes d’onde représentatives d’une alimentation par convertisseur, ainsi que sur la stabilité électrothermique et le comportement en quench.
La tenue mécanique et vibratoire et le vieillissement accéléré seront également étudiés afin de quantifier les marges de fonctionnement, la robustesse et la durabilité requises pour une future utilisation en aéronautique.
Cette contribution prolonge l’expérience acquise au GREEN sur les machines électriques supraconductrices, les conducteurs et câbles HTS, les architectures cryogéniques et l’électronique de puissance à basse température.
Un consortium européen #
Coordonné par The University of Edinburgh, HYPERWIN réunit Université de Lorraine, SUPRASYS, The University of Nottingham, Politecnico di Milano, Sustainable Innovations Europe et HPDRIVE Technologies, avec Safran, GKN Fokker Aerostructures et Futura Composites comme partenaires associés. Le consortium couvre ainsi l’ensemble de la chaîne nécessaire à la maturation de cette technologie, depuis la conception jusqu’à l’intégration et aux essais. Au-delà du TRL 5, le projet préparera la progression vers le TRL 6, l’intégration dans un moteur complet et les futures exigences de qualification et de certification aéronautiques.
Pour en savoir plus #
Clean Aviation – présentation des projets sélectionnés : 19 Pioneering Clean Aviation Projects to mobilise €664 million in total research effort.
Remerciements #
Le GREEN et l’Université de Lorraine remercient la Clean Aviation Joint Undertaking pour son soutien au projet HYPERWIN, ainsi que l’ensemble des partenaires du consortium pour leur confiance et leur collaboration. Le projet est financé par le programme Clean Aviation dans le cadre d’Horizon Europe.