L'invention concerne un avion à propulsion électrique, en particulier ceux pour lesquels les moteurs électriques forment avec la ou les hélices associées un groupe motopropulseur, complété le cas échéant par un réducteur interposé entre le moteur et l'hélice. L'invention s'applique plus particulièrement aux avions légers, pesant typiquement moins de 5700 kg. Dans tout ce qui suit, les termes avant et arrière doivent être compris par référence à une direction d'avancement en vol de l'avion. Quant au terme dérive , il désigne une surface aérodynamique verticale ou oblique ancrée directement au fuselage de l'avion à l'arrière de celui-ci, et participant à la stabilité latérale de l'avion.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans le domaine des avions légers à propulsion thermique, diverses configurations ont été proposées quant à la disposition des groupes motopropulseurs sur la cellule d'un avion comportant plusieurs de ces groupes. Très majoritairement, les groupes motopropulseurs sont portés par la voilure de l'avion, en avant de celle-ci. II en va ainsi pour des avions tels que l'Islander de la firme Britten-Norman. Cependant, cette disposition ne va pas sans inconvénients. En particulier, le flux des hélices perturbe l'écoulement de l'air autour de la voilure, et cette disposition sollicite la voilure en torsion en lui faisant supporter une masse en porte-à-faux. On connaît par ailleurs des configurations dites push-pull, comme le Cessna 337, dans laquelle l'un des groupes motopropulseurs est disposé en avant du fuselage, tandis que l'autre des groupes motopropulseurs est disposé à l'arrière du fuselage. Ces configurations éliminent totalement le problème de la dissymétrie de vol en cas de panne de l'un des groupes motopropulseurs. Cependant, elles posent le problème de la garde au sol de l'hélice du groupe motopropulseur arrière en configuration cabrée. En outre, le positionnement de l'un des groupes motopropulseurs à l'arrière du fuselage affecte significativement le centrage. Le Cessna 337 est ainsi doté d'un fuselage court aux extrémités duquel les groupes motopropulseurs sont disposés, l'empennage et les dérives étant portées au bout des poutres supportées par la voilure.
On connaît également des avions dont les deux groupes motopropulseurs sont portés par des pylônes à l'avant du fuselage, comme par exemple le Dornier 28, ou le MC15 CriCri conçu l'ingénieur Michel Colomban. Cette disposition est 1 intéressante, puisqu'elle place la masse des groupes motopropulseurs en avant de l'appareil, les hélices n'étant que faiblement écartées de sorte qu'une panne de l'un des groupes motopropulseurs conduit à une dissymétrie nettement moins prononcée et plus facilement gérable que lorsque les groupes motopropulseurs sont portés par la voilure. Cette configuration présente cependant l'inconvénient d'une traînée aérodynamique augmentée, du fait de la présence de pylônes. II a également été proposé de disposer les groupes motopropulseurs l'un derrière l'autre, en configuration push-pull dans un carénage commun porté à l'extrémité d'un pylône s'étendant par-dessus le fuselage, sensiblement au niveau du centre de gravité de l'avion. Le Dornier 18 présente une telle configuration. Encore une fois, cette disposition présente l'inconvénient d'une traînée aérodynamique augmentée. Dans certains avions comportant un nombre impair de groupes motopropulseurs, Il a été également proposé de disposer un groupe motopropulseur sur la dérive. Ainsi, Le Trislander de la firme Britten-Norman, illustré dans le document US3807665 et qui constitue une version agrandie de l'Islander, comporte deux groupes motopropulseurs portés par la voilure, et un troisième groupe motopropulseur porté par la dérive. Cette disposition a été retenue car il était impossible de placer le troisième groupe motopropulseur dans le nez de l'appareil. Cependant, la disposition d'un groupe motopropulseur thermique sur la dérive a pour conséquence de reculer sensiblement le centre de gravité de l'avion. Le recul du centre de gravité a été compensé par l'allongement du fuselage dans sa portion en avant de la voilure, ce qui provoque une diminution de la stabilité latérale de l'appareil, qui a donc dû être corrigée par une augmentation sensible de la surface de la dérive. II a également été proposé des appareils monomoteurs pour lesquels le groupe motopropulseur est porté par la dérive, comme illustré dans le document EP1046577 ou dans le document GB1400034. La firme allemande Equator Aircraft a également proposé le monomoteur P420 dont l'unique groupe motopropulseur est porté par la dérive. Plus récemment, il a été proposé dans le document FR2902079 un appareil amphibie dont l'unique groupe motopropulseur est également porté par la dérive, en porte-à-faux de celle-ci vers l'avant. Pour ces deux avions, le fuselage s'étend largement en avant de la voilure pour compenser le recul du centre de gravité occasionné par la disposition du groupe motopropulseur sur la dérive, ce qui 2 contribue à une diminution de la stabilité longitudinale, qui doit être compensée par une surface de dérive importante. Pour ce qui est des multimoteurs légers de configuration aérodynamique classique, le poids des groupes motopropulseurs thermiques est donc un facteur qui dissuade l'homme du métier, au moins sur un appareil léger, de les placer tous deux à l'arrière. Une telle disposition se heurte à des problèmes de centrage très importants. II a cependant été proposé d'adopter une formule aérodynamique originale pour laquelle le foyer aérodynamique est également très reculé, redevenant alors compatible avec le recul du centre de gravité provoqué par l'implantation des groupes motopropulseurs en arrière de l'appareil. On peut par exemple citer le Beech Starship (US4641800) de configuration canard, le Piaggio Avanti (US4746081) à trois surfaces portantes, sur lesquels les groupes motopropulseurs ont été placés sur la voilure en arrière de celle-ci. Si l'on tient à rester avec une formule aérodynamique classique, tout en disposant les hélices à l'arrière, alors il convient de placer les moteurs vers le centre de gravité de l'appareil, et de les connecter aux hélices par de longs arbres de transmission, comme illustré dans le document DE19840711 ou dans le document GB1239629. Pour les appareils d'une certaine taille, les moteurs peuvent être placés un peu plus en arrière, comme dans les documents GB2120623 ou EP0272822, mais cependant pas à proximité des hélices, ce qui nécessite un palier porté par le fuselage pour le support de l'hélice, ainsi qu'un arbre de transmission entre le moteur et l'hélice, ce qui rend l'ensemble complexe. Il est bien évident que ce qui vient d'être dit est vrai pour des avions légers, pour lesquels la masse du ou des groupes motopropulseurs représente une part significative de la masse de l'appareil (pour indication, la masse du groupe motopropulseur d'un appareil ULM comme le MCR01 de Dyn'Aero est de l'ordre de 90 kg, pour une masse maximale de 450 kg, soit sensiblement 20%). Pour des appareils de taille plus importante, comme des avions de transport commerciaux produits par les sociétés AIRUBS ou BOEING, la masse des groupes motopropulseurs est, comparativement, moins importante (typiquement 10% ou moins), et ils peuvent être placés en arrière du fuselage, y compris dans une configuration aérodynamique classique, seule la longueur du fuselage en avant de la voilure étant un peu plus importante que pour des appareils dont l'ensemble des 3 réacteurs est disposé sous la voilure. On connaît bien sûr le trimoteur Douglas DC10 pour lequel deux réacteurs sont positionnés sous la voilure, tandis que le troisième réacteur est porté par la dérive (voir le document US3666211). Dans d'autres configurations, l'ensemble des réacteurs est porté à l'arrière du fuselage, comme la Caravelle, le Douglas DC9 ou le BOEING 727. Très récemment, AIRBUS a proposé dans le document WO2008081098 d'installer les groupes motopropulseurs sur des pylônes ou mâts support attachés soit au fuselage, soit sur la dérive, de sorte que, dans ce dernier cas, les groupes motopropulseurs s'étendent en porte-à-faux de part et d'autre de la dérive. La compagnie Easyjet a récemment proposé un projet dénommé Ecojet dans lequel les propulseurs sont disposés à l'extrémité de pylônes formant un V à l'extrémité arrière du fuselage. Dans le domaine très récent des avions légers à propulsion électrique, la situation semble quelque peu différente. En effet, il apparaît que la relative légèreté des groupes motopropulseurs électriques permet d'envisager la disposition de ces groupes à l'arrière de l'avion, sans compromettre le centrage de celui-ci, même si l'avion est de configuration aérodynamique classique. En particulier, il a été proposé récemment, dans le cadre du projet Solar Impulse animé par Bertrand Picard un avion de formule aérodynamique classique dont l'empennage horizontal est porté à l'extrémité de dérive pour former un T. Les deux groupes motopropulseurs à moteurs électriques sont portés en extrémité de l'empennage horizontal. Cependant, la disposition des groupes motopropulseurs aux extrémités du T formé par la dérive et l'empennage horizontal revient à ajouter des inerties au bout d'une structure particulièrement flexible, provoquant un abaissement des fréquences propres de modes structuraux de cette partie de l'appareil, ce qui peut poser des problèmes aéroélastiques, d'autant que la structure porteuse est excitée par la rotation des hélices. Cette disposition conduit à renforcer l'empennage horizontal. En outre, une telle disposition oblige à faire parvenir des câbles de puissance jusqu'aux extrémités de l'empennage horizontal, ce qui conduit à une masse augmentée. Enfin, une telle disposition oblige en pratique à prévoir un empennage horizontal fixe. Ces inconvénients ont certainement contribué à ce que cette configuration ne soit finalement pas retenue pour le projet final, dans lequel les propulseurs sont fixés de manière beaucoup plus classique sur la voilure. 4 2949434 OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer un avion comportant plusieurs groupes motopropulseurs électriques, permettant une installation simple de ceux-ci à l'arrière de l'avion permettant ainsi de libérer l'avant de l'appareil et d'offrir à la voilure un champ 5 aérodynamique non perturbé, tout en restant dans une configuration aérodynamique simple. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un avion comportant un fuselage portant à l'arrière au moins une dérive, et comportant au moins deux groupes 10 motopropulseurs électriques. Selon l'invention, les deux groupes motopropulseurs sont portés directement par la dérive. Par directement, on entend que les groupes motopropulseurs sont portés par la structure de la dérive ou par une extension de celle-ci s'étendant en extrémité, vers l'avant ou l'arrière, qui place pour chaque groupe motopropulseur l'axe de l'hélice 15 sensiblement dans le plan de la dérive. Les groupes motopropulseurs sont ainsi placés à l'arrière de l'appareil, sans faire appel à des arbres de transmission. Cette disposition permet de profiter des avantages inhérents à la disposition d'un groupe motopropulseur sur la dérive. La garde au sol de l'hélice est assurée quelque soit l'attitude de l'appareil, et l'hélice est 20 éloignée de la partie du fuselage recevant des passagers. Cette disposition permet également de profiter des avantages inhérents aux multimoteurs, en supprimant ou diminuant le problème de la dissymétrie en cas de panne de l'un des groupes motopropulseurs. Qui plus est, les groupes motopropulseurs sont regroupés à proximité l'un de l'autre, ce qui facilite la conception du circuit d'alimentation en 25 puissance. En outre, cette disposition évite les problèmes liés à la disposition des groupes motopropulseurs sur l'empennage horizontal ou en extrémité de pylône, en particulier les problèmes aéroélastiques. Qui plus est, l'alimentation des groupes motopropulseurs est simplifiée et allégée puisque les câbles de puissance n'ont pas 30 à parvenir jusqu'aux extrémités de l'empennage horizontal. Enfin, cette disposition ne requiert aucun pylône supplémentaire qui s'étendrait en porte-à-faux du fuselage, de la dérive ou de l'empennage, et est donc simple 5 mécaniquement et propre aérodynamiquement. Si l'avion comporte un empennage horizontal, celui-ci est libéré et peut être de nouveau prévu mobile en incidence. Selon une première disposition, l'avion comporte une unique dérive verticale, et les deux groupes motopropulseurs sont portés pour l'un à l'avant dans une configuration tractrice, et l'autre à l'arrière dans une configuration propulsive, de préférence l'un derrière l'autre. Dans ce cas, les moteurs des deux groupes motopropulseurs sont intégrés dans un même carénage fuselé. Selon une deuxième disposition, l'avion comporte plusieurs dérives, chacune des dérives portant au moins un groupe motopropulseur. Cette disposition est particulièrement intéressante pour un avion à formule papillon comportant deux dérives faisant entre elles un angle, comme le Fouga Magister ou certaines versions de Beech Bonanza. Ces dérives participent à la fois à la stabilité latérale et à la stabilité longitudinale de l'appareil. Dans ce cas, les extrémités des dérives sont moins hautes qu'une dérive verticale de même efficacité, de sorte que les groupes motopropulseurs portés par les deux dérives sont abaissés par rapport à la ligne moyenne du fuselage, ce qui diminue le moment piqueur induit par l'effort de poussée ou de traction développé par les groupes motopropulseurs. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit des figures des dessins annexés, parmi lesquelles : la figure 1 est une vue de côté et de derrière de l'extrémité arrière d'un avion à dérive centrale unique, avec groupes motopropulseurs disposés selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue de côté et de derrière de l'extrémité arrière d'un avion, selon une variante de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une vue de côté et de derrière de l'extrémité arrière d'un avion selon une autre variante de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue de côté et de derrière de l'extrémité arrière d'un avion de formule papillon, avec groupes motopropulseurs disposés selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention ; 6 la figure 5 est une vue en perspective d'un avion selon une variante de réalisation du mode de réalisation illustré à la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Conformément à un premier mode particulier de réalisation de l'invention, celle-ci est appliquée à un avion comportant une unique dérive verticale à l'arrière du fuselage. Comme illustré à la figure 1, l'avion 101 comporte une dérive verticale 102 unique portant un empennage horizontal 103. La dérive 102 porte à son extrémité un premier groupe motopropulseur 110, comportant un premier moteur électrique 111 entraînant directement une première hélice 112. Ici, la première hélice 112 est tournée vers l'avant de l'avion, et est donc en configuration tractrice. Le premier groupe motopropulseur 110 est porté ici en extrémité de dérive, plus précisément en extrémité du longeron principal 113 de la dérive qui s'étend de façon correspondante pour recevoir directement le moteur du groupe motopropulseur. La dérive 102 porte par ailleurs un deuxième groupe motopropulseur 120, comportant un deuxième moteur électrique 121 entraînant directement une deuxième hélice 122. Ici, la deuxième hélice est tournée vers l'arrière de l'avion, en configuration propulsive. Le deuxième groupe motopropulseur 120 est ici porté par le longeron arrière 13 de la dérive (celui sur lequel le drapeau de dérive 124 est articulé), à l'arrière de ce dernier. L'ensemble propulsif 110, 120 est alors de configuration push-pull, les axes de rotation des hélices s'étendant dans le plan de la dérive. La disposition illustrée ici est parfaitement symétrique, la panne de l'un des groupes motopropulseurs n'affectant pas la symétrie du vol. En référence à la figure 2, dans laquelle les références des éléments communs avec ceux de la figure 1 sont augmentées d'une centaine, et conformément à une variante de réalisation, les deux groupes motopropulseurs 210,220 sont toujours selon l'invention portés par la dérive 201, mais sont maintenant alignés l'un derrière l'autre, de sorte que les hélices 212,222 tournent sensiblement autour d'un même axe de rotation. Les deux moteurs sont protégés par un carter aérodynamique commun 230. Les deux moteurs sont portés par le longeron arrière 223 de la dérive, celui sur lequel le drapeau de dérive 224 est articulé. En référence à la figure 3, dans laquelle les références des éléments communs avec ceux de la figure 2 sont augmentés d'une centaine, et conformément à une autre 7 variante de réalisation, les deux groupes motopropulseurs 310, 320 sont toujours selon l'invention portés par la dérive 301, mais sont maintenant imbriqués l'un dans l'autre de la façon suivante. Le moteur 311 comporte un arbre creux, tandis que le moteur 321 comporte un arbre allongé qui s'étend dans l'arbre creux 311 pour entraîner l'hélice 322, disposée derrière l'hélice 312 en regard de celle-ci. Ainsi, les deux hélices sont entraînées indépendamment l'une de l'autre. De préférence, le sens de rotation des moteurs est choisi de sorte que les hélices tournent en sens contraire. Les deux moteurs sont protégés par un carter aérodynamique commun 330.
Il est évident que la disposition pourra être retournée de sorte que les hélices s'étendent en avant de la dérive. La façon dont les moteurs sont fixés à la structure de la dérive est quant à elle bien connue de l'homme du métier. En particulier, il conviendra d'installer entre chaque groupe motopropulseur et la structure de la dérive des organes amortisseurs destinés à amortir les vibrations induites par la rotation des masses tournantes. Conformément à un deuxième mode de réalisation particulier particulièrement intéressant, l'invention est maintenant appliquée à un avion à plusieurs dérives, ici un avion de formule papillon équipé de deux dérives s'étendant obliquement de part et d'autre de l'arrière du fuselage pour former un V.
En référence à la figure 4, l'avion 401 comporte ici deux dérives 402, 403 en papillon (on parle également de dérives en V). Ces dérives participent à la fois à la stabilité latérale de l'avion, et à sa stabilité longitudinale. Ici, les dérives 402,403 portent respectivement le groupe motopropulseur 410 et le groupe motopropulseur 420. Les hélices sont ici tractrices et s'étendent donc à l'avant des dérives. Le lecteur aura compris que l'on pourra également disposer les deux groupes motopropulseurs sur chacune des dérives de sorte que les hélices soient propulsives. On pourra également installer deux groupes motopropulseurs sur chacune des dérives, selon des configurations similaires à celles illustrées aux figures 1 et 3. On obtient alors un avion léger à quatre groupes motopropulseurs. La multiplication des groupes motopropulseurs et leur disposition selon l'invention sur les dérives augmente la sécurité de l'avion, et réduit les problèmes de dissymétrie. En effet, la panne de l'un des groupes motopropulseurs peut être compensée en augmentant la 8 puissance du groupe motopropulseur porté par la même dérive, et en diminuant la puissance des deux groupes motopropulseurs portés par l'autre dérive. En outre, les tailles des groupes motopropulseurs et notamment des hélices associées, peuvent être réduites, ce qui concourt à un encombrement global diminué, malgré l'augmentation du nombre de groupes motopropulseurs. A titre d'illustration, à la figure 5, un avion biplace ultraléger a été motorisé selon l'invention avec quatre groupes motopropulseurs électriques 510,520,530,540 portés par des dérives 502,503 papillons Il est vraisemblable qu'un avion à propulsion électrique selon l'invention embarque une masse importante de batterie, afin d'assurer une autonomie raisonnable. De façon avantageuse, et comme illustré à la figure 5, au moins une partie des batteries 550 sont disposées sur un support mobile 551 monté sur des rails 552 installés dans le fuselage, permettant le déplacement longitudinal du support mobile 551 dans le fuselage. Pour permettre ce déplacement, on prévoira des connexions électriques entre les batteries et le circuit électrique fixe de l'appareil permettant un tel déplacement, par exemple un ou des câbles agencés en lyre, ou des contacts glissants. Ici, l'électronique de puissance 554 permettant la distribution de courant vers les groupes motopropulseurs est montée sur le support mobile pour être déplacée avec les batteries mobiles. Ainsi, l'ensemble formé du support mobile, des batteries, et, le cas échéant, de l'électronique de puissance associée, peut être prévu amovible pour être remplaçable en bloc, ce qui facilite la mise en oeuvre de l'appareil. Le déplacement du support mobile 551 sert à corriger le centrage de l'appareil. II devient dès lors possible de placer au moins l'un des passagers vers l'avant de l'appareil, dont le nez est dégagé compte tenu du placement des groupes motopropulseurs à l'arrière, les variations de centrage inhérents à la variation de masse du ou des passagers ainsi placés étant compensées par un déplacement du support mobile. On obtient ainsi un appareil dont l'avant peut être occupé, procurant à l'occupant une vue dégagée et étendue vers l'avant, tout en restant centré correctement, sans pour autant faire appel à des gueuzes de centrage alourdissant l'appareil. On profite d'un élément pesant (les batteries) pouvant être facilement déplacé, puisque les seules liaisons avec les autres organes sont des liaisons électriques. 9 Cette disposition s'applique bien sûr à toutes les configurations illustrées aux figures 1 à 4, et plus généralement, à tout avion à propulsion électrique emportant une masse importante de batteries susceptible, par son déplacement, d'influencer significativement le centrage de l'avion.
Selon un autre aspect particulier de l'invention, il est avantageux d'utiliser l'une ou l'autre des hélices comme un moulinet entraînant le moteur associé qui fonctionne alors comme une génératrice, permettant de recharger les batteries de l'appareil. Cependant, plutôt que d'utiliser les moteurs pour recharger les batteries en vol, ou en complément de cette procédure, on pourra également prévoir des moulinets entraînant des alternateurs, disposés par exemple en extrémité de la voilure pour être entraînés par les tourbillons se développant en extrémité de voilure. 10