Voyager en volant… ou en roulant ?

Un ULM pour tout le monde ?

Je discutais l’autre jour avec une connaissance, un médecin, il souhaitait passer son brevet d’ULM. Quelle drôle d’idée, mais remarque, pourquoi pas ! Il y en faut pour tout le monde. Je lui demande donc quelles sont ses motivations.

Le truc qui m’a fait tilt, c’est lorsqu’il a commencé un début de développement : résidant dans la région Île-de-France, il souhaitait bien entendu se rendre en Bretagne et utiliser ce moyen pour gagner du temps, certes. Mais il affirmait en plus qu’avec ce transport ultra léger, il pouvait également réaliser des économies énergies, il trouvait que c’était moins polluant…

Bon, à ce moment-là, il ne s’avait pas à qui il s’adressait.

Nous avons longuement continué à débattre ensemble. Je suis passé par plusieurs démonstrations théoriques et pratiques, mais il ne voulait rien entendre. Pourquoi un tel manque de discernement. Il s’agit pourtant d’une personne qui a fait de longues études.

Étant invité à ce repas sans ma casquette professionnelle, je n’ai forcément autant de poids que sous un contrat commercial. Mais l’argument principal de son résonnement résidait dans la vitesse de croisière en vol. Lorsque l’engin est en vol, il consomme nettement moins qu’une voiture, pensait-il.

De retours au bureau, cette question me taraude. Quel serait l’ordre de grandeur de ce genre de machine. Tout ça m’intrigue, et les réflexions sont beaucoup plus productives avec certaines comparaisons. Nous allons donc nous pencher sur ce cas pratique, et réaliser quelques cas.

Oh ! Regarde chérie, le bel avion !

Je me suis donc renseigné sur le fonctionnement d’un ULM. Sur le site de la fédération. Nous pouvons voir qu’il y a effectivement, plusieurs classes d’ULM de la plus légère, une simple aile de parapente avec une hélice dans le dos, à l’hélicoptère ultra léger le plus sophistiqué.

Bon, pour rejoindre la côte bretonne depuis Paris, il faut quand même un appareil confortable. Nous sélectionnons donc notre cible, ce sera un avion ULM de classe 3.

Moins de 300 kg tout compris pour un monoplace et 500 kg pour un biplace. Autant dire que pour les bagages de maman, nous n’avons pas beaucoup de marge. On peut oublier la planche de surf !

Sur la brochure, il est indiqué que la puissance du moteur se situe aux alentours de 65 à 80 kW. Déjà, ça commence mal, si on compare cette puissance à un moteur de twingo III qui tourne autour de 48 à 66 kW. Une puissance plus importante induit nécessairement plus de consommation, c’est une question de volume.

Mais ne nous arrêtons pas là pour autant, allons jusqu’au bout de notre raisonnement. Lorsqu’on étudie l’énergie de déplacement, nous analysons le poids et le volume déplacé.

Là, effectivement, je le reconnais, mon ULM est plus léger que ma twingo (864 kg à vide).

Comparer des choux avec des carottes

Mais, n’oublions pas qu’un des véhicules est censé voler. Comparons donc grossièrement un trajet Paris-Lorient dans les deux cas.

Considérons que notre voiture consomme une moyenne 4,3 L/100 km. Il s’agit ici d’énergie finale (celle qu’on met dans le réservoir). 502 km aller, donc près de 5h de voiture. Soit une consommation de près de 22 litres de pétrole. On zappe les petits bouchons, les pauses pipi et les accès aux grandes villes.

Admettons que nous faisons exactement le même trajet par les airs 502 km avec en plus un décollage et un atterrissage. Pas besoin d’aller chercher très loin, sur ce site, le fabriquant affirme que la consommation de son ULM est extrêmement basse avec 10L/h à une vitesse de croisière de 200 km/h. Il faudra donc près de 3h pour rejoindre la destination. Et donc une consommation estimée à 30L en oubliant l’énergie pour le décollage et l’atterrissage.

En fouillant un peu plus, nous pouvons retrouver que la consommation au décollage demandera a peu près les deux tiers de cette consommation, soit 20 L de plus.

Même sans gros calcul, l’ULM qui reste plus léger que ma voiture demande plus d’énergie qu’un moyen terrestre roulant pour le même trajet. Cette comparaison n’est certes pas très catholique pour un énergéticien, car on compare des éléments différents, et basés sur des chiffres trouvés comme ça sans vraiment de précisions.

Une histoire de frottement

Bon admettons que nous devions comparer ces deux moyens de transport de manière sûr déterministe et efficace.

Pour résoudre cet exercice, nous prenons donc des hypothèses légèrement plus simplifiées :

Par exemple, estimer l’énergie (utile) pour déplacer un mètre cube de 100 kg en volant ou en roulant sur une distance de 500 km. En déduire le moyen le plus efficace pour atteindre l’objectif. La hauteur de vol sera de 1000 m d’altitude. Nous aurons besoin de la vitesse de vol. Nous connaissons bien entendu, la gravité universelle que nous considérerons à 10 m/s ainsi que les vitesses des deux modes de transports. Puis nous avons les deux formules suivantes :

Énergie cinétique = 1/2 mv²

Énergie potentielle = m g h

En réalité, c’est une variation d’énergie cinétique qu’on estime ici. La vitesse et l’altitude sont considérées nulle au départ. La vitesse de l’objet roulant (5h pour 500km) est de 100 km/h de moyenne.

Nous obtenons donc un delta d’énergie cinétique (horizontale) pour l’objet roulant de 38 586 J et pour l’objet volant de 154 323 J.

Pour l’énergie potentielle de pesanteur dans le cas de l’objet volant, il y a également une simplification avec la vitesse constante et la verticalité du décollage. Mais nous retrouvons tout de même 1 000 000 J.

Bien entendus, dans la vraie vie, c’est légèrement plus compliqué que ça. Il y aura également des forces de frottement dans les deux voyages, mais ça nous donne tout de même un bon ordre de grandeur. Au final, l’énergie pour l’objet volant est de 1 154 kJ alors que celle pour rouler est de seulement 0,38 kJ.

Tralala, un facteur 3000 entre les deux !  Autant charger la mule !

Que déduire de ce résonnement ?

Ce n’est pas du tout pour dénigrer mon copain, mais il y a des notions énergétiques du monde actuel qu’il ne maîtrise pas forcément, c’est normal après tout, son métier consiste à diagnostiquer et à soigner des patients. Je ne dis pas que j’ai la vérité sur tout, et je n’ai pas la vie des gents entre mes mains, mais lorsqu’on parle d’énergie, je pense en maîtriser légèrement plus que lui, et je veux bien confronter les raisonnements.

Si nous omettons de faire deux trois calculs de coin de table, nous ne pouvons pas forcément savoir au doigt mouillé, quelle serait la solution la plus pertinente. Mais lorsqu’il s’agit d’ordre de grandeur de ce genre, il est tout à fait possible de ne pas se tromper et d’affirmer certaines choses.

Ce genre de situation peu se retrouver bien sûr dans d’autres domaines, alors il ne faut pas oublier de réaliser des petits résonnements dans son coin pour se faire son propre avis.

J’admets qu’il avait en partie raison sur la consommation de l’avion en vol de croisière. J’ai été surpris par les ordres de grandeur d’un ULM en vol de croisière, ils semblent être relativement proches et peuvent rivaliser avec une voiture. Mais c’est sans compter le décollage, et le poids qui devient l’élément principal. On peut tout à fait décoller d’une montagne juste avec une aile de parapente et faire 300 km, mais il vous faut la journée, c’est un autre délire. Alors qu’avec une twingo, déplacer 4 personnes ne deviens un jeu d’enfant.

Prendre de l’altitude

Selon ce que l’on compare, les conclusions peuvent être trompeuses, même pour un médecin. Il est vrai qu’à tête reposée et en faisant le temps de l’analyse, on peut se rendre compte du décalage.

Mais j’imagine juste qu’il n’a pas assez cherché. Peut-être qu’en creusant un peu plus la question, il comprendrait que l’avion consomme nettement plus. Peut-être a-t-il besoin de vivre cette situation pour qu’il en déduise sa propre conclusion. C’est vrai qu’en expérimentant, on se rend forcément mieux compte de ce que l’on a. Mais on peut supposer qu’il y a aussi d’autres raisons qu’il n’a pas évoquées. C’est sûr que le paysage n’est pas le même après tout, lorsqu’on voyage à 1 km d’altitude la vue est nettement plus belle, mais ça, c’est un autre débat.

Pourtant, l’énergie se calcule, elle est si précise qu’il est possible d’avoir des éléments de réponse chiffrés sur de nombreuses choses. Alors autant prendre des pincettes lorsqu’on souhaite faire quelque chose soit disant pour les économies d’énergie.

Cependant, s’il trouve que la vue d’en haut n’est pas désagréable et le temps passé dans les airs lui convient parfaitement. Alors, il devra faire avec cette consommation élevée et ces brèves explications ou rechercher des sensations fortes.

Ce n’est pas forcément le raisonnement scientifique qu’il faut retenir de cet article. Il y a clairement là, un manque de notion d’ordre de grandeur énergétique. Mais c’est ce genre d’incompréhension, réalisées par des messieurs ou madames tout le monde qui augmente de plus en plus cette perception de décalage profond avec la réalité du moment et les volontés populaires.

De plus en plus, je perçois ce besoin de référentiel nouveau permettant de répondre à ce genre d’interrogation. Il faut aussi garder à l’esprit s’agit d’une simple discussion faite sur le pouce avec un ami et sans prétention derrière. S’il y avait une attente de résultat, peut-être que sa réaction aurait été différente.

Honnêtement, autant venir directement habiter en Bretagne, mais ça, c’est encore une autre dimension.