Tout est possible !

Republié d’après JIMCO (Jameel Investment Management Co.), la branche d’investissement de Jameel Family.

Alors que nos villes sont de plus en plus bondées, les transports de surface, comme les voitures, les camionnettes et les motos, occupent une quantité croissante d’espace, produisant plus d’embouteillages, plus de bruit, plus de pollution et plus de risques pour la sécurité. La mobilité aérienne à énergie électrique pourrait-elle propulser un modèle de mobilité urbaine plus propre, plus silencieuse, moins chaotique et plus durable ?

Pour la première fois dans l’histoire, plus de personnes vivent en milieu urbain qu’en zone rurale. Et au cours des trois prochaines décennies environ, la croissance de la population mondiale devrait se produire presque exclusivement dans les villes. Selon l’ONU, le nombre de personnes vivant dans les villes devrait passer d’environ 4,4 milliards aujourd’hui à environ 6,7 milliards en 2050[1].

Ajoutez à cela le taux croissant mondial de véhicules particuliers, en particulier sur les marchés à forte croissance comme la Chine et l’Inde, ainsi que l’augmentation des investissements dans les infrastructures de transport public telles que les trains, les tramways et les bus, et nos environnements urbains devraient être plus chargés et plus engorgés que jamais. Même si les solutions de mobilité écologiques comme les voitures électriques, les bus ou les tramways peuvent aider à contrôler les émissions de CO₂, elles sont autant responsables des embouteillages et du bruit que n’importe quel véhicule énergivore.

Élever les personnes et les marchandises dans le ciel, loin de nos centres urbains surchargés à l’aide de véhicules électriques à décollage et atterrissage vertical (eVTOL) quasi silencieux transformerait nos villes, les rendant plus paisibles, plus écologiques et plus sûres.

Les communautés rurales périphériques, situées à 80 km des principaux centres de population, pourraient devenir des lieux de résidence plus pratiques, quel que soit l’état des routes entre les deux points. Les gens seront capables de vivre où ils le souhaitent, plutôt que là où ils doivent vivre. Les communautés isolées pourraient devenir plus connectées et bénéficier d’un approvisionnement plus aisé en provisions médicales et alimentaires.

Dans un monde comme le nôtre, où le paradigme du transport sur roues domine, il est facile de penser à des solutions alternatives comme celles-ci comme un fantasme de science-fiction irréaliste qui ne pourra jamais se réaliser. Mais regardez cela d’un peu plus près et vous constaterez que la technologie pour de nombreuses applications de vol électrique est déjà disponible et se développe de plus en plus, et que le modèle économique est à portée de main. En fait, les recherches de Morgan Stanley^[2] prédisent un marché de 9 billions de dollars dans le transport eVTOL d’ici 2050, dépassant le transport terrestre, et révèlent avec confiance qu’il ne s’agit pas de savoir si la mobilité aérienne va devenir dominante, mais quand.

Transport de personnes

Les taxis volants font déjà partie du trajet quotidien vers le bureau de centaines de personnes dans les villes les plus engorgées du monde^[3]. Les voyageurs fortunés qui viennent de la campagne brésilienne à São Paulo, ou entre Hong Kong et Macao, ou qui passent d’une île artificielle à un gratte-ciel à Dubaï, paient des milliers de dollars pour s’élever au-dessus des embouteillages et naviguer dans le ciel jusqu’à leurs destinations.

Aujourd’hui, la technologie avancée offre la possibilité d’un transport de masse au-dessus des routes en eVTOL, à des prix qui seront beaucoup plus accessibles pour la plupart des gens.

Même devant la possibilité de se rendre au travail par les airs, beaucoup de gens hésitent… pour le moment. Mais les recherches de McKinsey^[4] ont révélé que cette réticence diminue à mesure que les embouteillages augmentent sur les routes. L’Inde, qui souffre d’un trafic plus important que la plupart des autres pays, est la plus réceptive à l’idée de la mobilité aérienne : entre 31 % et 47 % des personnes interrogées se disent prêtes à essayer ce mode de transport, en fonction de la situation – les trajets domicile-travail, les voyages d’affaires et les transferts aéroport étant les plus populaires.

Jameel Investment Management Company (JIMCO) est l’un des principaux investisseurs qui aident à repousser les limites du possible dans ce secteur passionnant. Aux côtés du partenaire de longue date d’Abdul Latif Jameel, Toyota Motor Corporation, d’Intel Capital et de JetBlue Technology Ventures, la société a été l’un des premiers investisseurs dans Joby Aviation en Californie, l’un des fabricants d’eVTOL personnel les plus avancés. Les autres investisseurs de la société comprennent Uber et Capricorn Investment Group (les principaux bailleurs de fonds de Tesla et SpaceX).

L’investissement est conforme à l’approche du Fonds de JIMCO Technology consistant à réaliser des investissements stratégiques pour l’avenir de la mobilité. La famille Jameel a de solides antécédents en tant qu’investisseur à valeur ajoutée ; la société soutient des start-up innovantes dans l’industrie en pleine évolution de la mobilité, et apporte une expertise régionale de longue date ainsi que l’accès à un réseau mondial de partenaires.

L’eVTOL de Joby est conçu pour transporter quatre passagers et un pilote à une vitesse de plus de 300 km/h sur plus de 160 km, pour une utilisation en tant que taxi rapide partagé. Joby a été la première entreprise à être certifiée pour sa navigabilité par l’US Air Force, ce qui lui a permis de tester sa technologie en vol et, en 2021, elle a réalisé des tests avec la NASA.

Aussi avancée que soit la société Joby, elle est loin d’être la seule entreprise à se lancer dans la course aux transports alimentés par des batteries. Elle est rejointe par d’autres entreprises telles que Eve ; la filiale du géant aérospatial Embraer, Volocopter, basée en Allemagne, le programme CityAirbus NextGen du consortium français Airbus, et la start-up israélienne Urban Aeronautics, pour ne citer que quelques-uns des dizaines de candidats en lice. Ce sont les entreprises phares qui montrent la voie à suivre pour transformer le transport des personnes.

Transport de marchandises

Le transport des personnes n’est pas le seul qui pourrait profiter des avantages des nouvelles solutions de mobilité aérienne. Nos routes sont également bouchées par des camionnettes et des scooters transportant des marchandises. La mobilité aérienne peut-elle contribuer à alléger ce fardeau dans nos rues tout en démontrant l’utilité de la mobilité aérienne avancée (AAM) ?

La majorité des start-ups et des compagnies aériennes établies qui travaillent actuellement sur des véhicules AAM et eVTOL développent des solutions pour le transport personnel. Mais les marchandises, le fret léger et les livraisons à domicile montrent déjà qu’ils sont d’excellents candidats pour le transport autonome par avion.

Les mini-véhicules de livraison autonomes à roues fabriqués par Starship, fondée en 2014 à San Francisco, effectuent déjà des livraisons sur certains campus universitaires aux États-Unis et dans les rues de Milton Keynes et Northampton au Royaume-Uni, mais s’élever dans les airs nécessite une ingénierie plus avancée et des normes de sécurité plus exigeantes.

Le service Prime Air d’Amazon[5] a été annoncé en 2016, mais les livraisons n’ont pas encore été effectuées en dehors d’un petit essai à Cambridge, en Angleterre. Cependant, les habitants de Balbriggan – une petite ville irlandaise située à quelques kilomètres au nord de Dublin – sont désormais habitués à ce que leur café, leurs pâtisseries, légumes et plats à emporter arrivent par le petit tourbillon de rotors plutôt qu’accompagnés de la nuisance sonore des coursiers à mobylette.

La société irlandaise Manna y développe depuis des années son service de livraison par drone à Galway, au sud du pays, et se prépare à se développer dans toute l’Europe, où elle possède déjà des licences de vol. Les drones livrent en trois minutes ou moins et peuvent effectuer dix livraisons par heure, par opposition aux deux ou trois livraisons réalisables en scooter.

Zipline, également depuis San Francisco, utilise de petits avions autonomes qu’elle appelle des zips, plutôt que des hélicoptères, pour effectuer ses livraisons. Ses drones livrent du sang et des fournitures médicales à 350 centres médicaux dans les zones rurales du Rwanda^[6], souvent des endroits qui seraient inaccessibles aux voitures pendant une grande partie de l’année.

Soixante-quinze pour cent des livraisons de sang au Rwanda en dehors de la capitale, Kigali, sont désormais effectuées par voie aérienne dans l’un des appareils non pilotés de Zipline, et il est possible d’effectuer en 30 minutes des livraisons qui auraient pris plusieurs jours par la route, si tant est qu’elles aient été possibles. La société s’étend à travers l’Afrique et, grâce à un contrat avec Walmart, aux États-Unis.

Une avancée pour les batteries

La technologie des batteries est toujours le facteur limitant de la quantité qu’un drone de livraison peut transporter et sur quelle distance. Les charges de plus de deux kilos sont encore au-delà des capacités de la plupart des modèles, bien que Flying Basket, en Italie, expérimente des charges de 100 kg sur des distances allant jusqu’à 10 km. Mais un poids de 2 kg correspond à la grande majorité des colis et des livraisons de plats préparés sur les routes aujourd’hui.

Elon Musk de Tesla a estimé que la densité d’énergie de la batterie devait dépasser 400 watts-heures par kilogramme pour rendre les eVTOL économiquement viables^[7]. Les batteries actuelles du Model 3 de Tesla atteignent 260 watts-heures par kilogramme^[8]. Des chercheurs de l’Institut national de la science des matériaux au Japon ont construit des batteries au lithium-air pouvant contenir jusqu’à 500 watts-heures par kilogramme^[9]et travaillent maintenant à l’amélioration de la rechargeabilité et de la fiabilité de leur technologie.

Les grandes camionnettes équipées de flottes de drones de livraison de petite et moyenne taille pourraient livrer un grand nombre de colis avec une efficacité bien supérieure à celle du modèle actuel, avec des camionnettes s’arrêtant à chaque livraison. Des batteries de grande capacité dans la camionnette pourraient contribuer à la recharge rapide des drones afin de prolonger leur temps de vol possible sans avoir à retourner au dépôt. Le fret lourd est encore loin, mais la logistique du « dernier kilomètre » est un marché potentiellement énorme et pourrait être la porte d’entrée vers une acceptation plus large des vols à petite échelle.

Les consommateurs, eux aussi, se sont avérés réceptifs au changement. Lorsqu’on leur a posé des questions sur leurs préoccupations concernant les livraisons par drone, moins de 12 % des personnes interrogées ont considéré comme une de leurs trois priorités qu’une personne leur livre leur colis, tandis que 74 % des personnes interrogées en Chine ont déclaré qu’elles paieraient un supplément pour une livraison plus rapide par drone^[10].

Les défis en matière d’infrastructure

Comme c’est le cas pour les voitures électriques, la mobilité aérienne avancée mettra à rude épreuve les infrastructures électriques qui n’ont pas été conçues pour cela, mais ce n’est en rien un défi insurmontable. Pour réduire les coûts de manière à ce que l’AAM puisse devenir un véritable transport de masse, le nombre de lieux d’atterrissage dans une zone doit être aussi élevé que possible.

McKinsey suggère trois types de lieux d’atterrissage :

1. Les « vertihubs », qui sont des structures construites à cet effet et dotées d’un grand nombre de lieux d’atterrissage et de vente au détail pour le passage fréquenté des passagers.
2. Les « vertibases », qui peuvent être de nouveaux bâtiments ou des extensions de grands toits ou de parkings existants et qui peuvent accueillir trois aires d’atterrissage et un espace de stockage.
3. Les « vertipodes », avec une seule piste d’atterrissage, sont envisagés comme une installation personnelle sur un terrain privé, ou pour desservir un site rural éloigné ou une petite banlieue.

Chacune de ces bases nécessiterait des installations de recharge pour les eVTOL alimentés par batterie. Le vol consommerait plus d’énergie que le transport de surface, mais des installations de recharge très rapide sont déjà en cours de développement pour les gros camions et les bus qui pourraient recharger les drones en cours de route, processus dit de « recharge rapide ». Aucun réseau électrique suburbain existant ne pourrait supporter une charge de 1 ou 2 MW branchée directement sur le réseau, mais des installations de stockage distribuées à chaque plateforme d’atterrissage pourraient être chargées lentement par des lignes électriques normales, puis se décharger très rapidement dans les batteries de l’eVTOL. Cela minimiserait le coût des mises à niveau du réseau et rendrait possible l’installation de nacelles d’atterrissage isolées, étendant ainsi la portée de la mobilité aérienne bien au-delà des limites des villes.

D’après les calculs de McKinsey, une ville dotée de 85 à 100 aires d’atterrissage réparties autour des principaux centres de transport et des zones résidentielles périphériques nécessiterait que les habitants réalisent environ 2 200 trajets par jour (soit l’équivalent d’un voyage par heure et par aire d’atterrissage) pour que les frais par passager correspondent à peu près à ceux d’une limousine, soit 50 à 75 dollars par personne.

Pour que les coûts se rapprochent des méthodes actuelles de transport en commun telles que les taxis terrestres, le réseau doit pouvoir accueillir environ 10 000 trajets par jour (soit un voyage toutes les cinq minutes par site aux heures de pointe) ce qui serait difficile à réaliser compte tenu des précautions de sécurité qu’exige le transport aérien. McKinsey souligne également un certain nombre d’autres facteurs qui pourraient être essentiels à la faisabilité de masse des solutions AAM. Ceux-ci incluent notamment la nécessité d’une rotation rapide, y compris la recharge rapide des véhicules, de sources de revenus annexes pour les opérateurs, comme des points de vente au détail dans les « vertihubs », de subventions du secteur public, de solutions d’infrastructure modulaires permettant de réduire les coûts de construction des bornes et de solutions d’alimentation innovantes.

Comme c’est le cas pour les stations de recharge de voitures, par exemple la station-service électrique Gridserve dans l’Essex, au Royaume-Uni[11], des groupes de panneaux solaires dédiés, reliés aux stations eVTOL par des réseaux câblés privés, pourraient réduire encore davantage la pression sur le réseau et sur les centrales électriques à forte intensité de carbone fonctionnant au gaz et au pétrole, ce qui rendrait la possibilité d’une mobilité aérienne neutre en carbone très réelle et soutiendrait sa faisabilité économique.

Licence de vol

Tous les modèles eVTOL passagers qui arrivent sur le marché nécessitent des pilotes humains^[12]. Aucun pays n’a de réglementation en matière de trafic aérien autorisant le vol autonome avec des humains à bord, et il est peu probable qu’un tel service trouve un public pour le moment, alors que le vol électrique est encore une technologie inconnue pour beaucoup de gens.

Cela ouvre un vaste marché du travail aux pilotes d’hélicoptères dans un avenir proche. La plus grande facilité d’utilisation des eVTOL par rapport aux hélicoptères traditionnels permet à un plus grand nombre de personnes d’être formées, et le caractère court-courrier de la technologie signifie que les taxis aériens peuvent être un travail adapté aux obligations familiales qui permet aux pilotes de rentrer chez eux après leur service, de réduire les coûts et de créer des opportunités.

Cependant, il est peu probable qu’un ciel urbain surpeuplé soit un endroit approprié pour les pilotes amateurs, de sorte que peu d’analystes envisagent un avenir où les gens posséderont et exploiteront leur propre appareil. Au contraire, des systèmes de sécurité et de navigation automatisés contrôleront les airs, éliminant complètement les pilotes humains, réduisant encore plus les coûts et augmentant les niveaux de sécurité au-delà de ceux du trafic routier actuel^[13]. Les systèmes de gestion du trafic sans pilote (UTM) sont en cours de développement dans le cadre d’une collaboration entre la FSA et la NASA aux États-Unis^[14]. Ils visent à contrôler les drones volant à moins de 120 m.

Pas un vol de fantaisie

Avec les « vertihubs », les « vertibases » et les « vertipodes », l’UTM, le fret sur le dernier kilomètre pour les petites charges utiles comme Manna et Zipwire, et les eVTOLs efficaces pour le transport de passagers à courte distance comme Joby, la technologie de la mobilité aérienne arrive à maturité. Les arguments économiques semblent de plus en plus réalisables, et grâce à une bonne planification, au zèle entrepreneurial, à un contrôle strict des coûts et à la coopération en matière de réglementation, la mobilité aérienne pourrait bientôt être aussi courante qu’une voiture ou un scooter électrique. À mesure que les gens s’habituent à l’idée de voler plutôt que de rouler via les transports terrestres traditionnels, les préoccupations concernant la sécurité diminueront, en particulier lorsque nos rues seront plus calmes, plus agréables et plus adaptées à la circulation piétonne.

Alimentés par les ressources et l’engagement d’investisseurs visionnaires comme JIMCO, les défis technologiques tels que la densité de puissance des batteries et les sources d’énergie renouvelable continueront sur leur trajectoire ascendante jusqu’au point où même les charges utiles lourdes et le fret de conteneurs pourront être expédiés par voie aérienne, et la révolution avancée de la mobilité aérienne sera achevée.

Au cours des 30 prochaines années, nos rues pourraient être transformées en lieux paisibles, propres et calmes, comme nous le souhaitons tous, et les déplacements domicile-travail seront plus rapides, quel que soit l’endroit où nous choisissons de vivre. Vivement ce jour !

[1] https://www.un.org/development/desa/en/news/social/urbanization-expanding-opportunities-but-deeper-divides.html

^[2] https://assets.verticalmag.com/wp-content/uploads/2021/05/Morgan-Stanley-URBAN_20210506_0000.pdf

^[3] https://www.mckinsey.com/industries/travel-logistics-and-infrastructure/our-insights/taxiing-for-takeoff-the-flying-cab-in-your-future

^[4] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/up-in-the-air-how-do-consumers-view-advanced-air-mobility

[5] https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/b?ie=UTF8&node=8037720011

[6] https://flyzipline.com/global-healthcare

^[7] https://electrek.co/2020/08/25/tesla-elon-musk-batteries-enabling-electric-aircraft-coming/

^[8] https://www.forbes.com/sites/jamesmorris/2021/09/04/this-company-has-the-battery-technology-to-beat-tesla/?sh=2582807e48f3

^[9] https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220120140724.htm

^[10] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/up-in-the-air-how-do-consumers-view-advanced-air-mobility

[11] https://www.gridserve.com/braintree-overview/

^[12] https://www.mckinsey.com/industries/travel-logistics-and-infrastructure/our-insights/commercial-drones-are-here-the-future-of-unmanned-aerial-systems

^[13] https://www.mckinsey.com/industries/travel-logistics-and-infrastructure/our-insights/taxiing-for-takeoff-the-flying-cab-in-your-future

^[14] https://www.faa.gov/uas/research_development/traffic_management/media/FAA_NASA_UAS_Traffic_Management_Research_Plan.pdf