Le taxi volant Lilium tiendra-t-il ses promesses ?

Après une collecte de fonds décevante l’année dernière, le développeur allemand de taxis aériens électriques Lilium est sur le point de s’introduire en bourse par le biais d’une fusion inversée avec une société d’acquisition spécialisée, selon des sources du secteur. La start-up, évaluée à un milliard de dollars par les investisseurs en capital privé, a discrètement développé une version beaucoup plus grande de son avion, à sept places, repoussant ainsi les limites.

Les représentants de Lilium ont confirmé à Forbes qu’ils travaillaient sur une variante plus grande du prototype à cinq places qui est la vitrine de la société depuis 2019, mais ils n’ont pas voulu entrer dans les détails sur sa taille (ni discuter de la collecte de fonds), disant seulement que l’avion aura « une capacité de pointe ». Lilium vise à commencer les essais en vol du nouvel avion en 2022 et à obtenir la certification de sécurité d’ici fin 2023, un délai extrêmement court pour tout avion, tout particulièrement pour les avions électriques à décollage et atterrissage verticaux.

C’est une autre revendication audacieuse, mais cela représente bien Lilium. Les concurrents, ainsi que certains anciens employés, affirment que son brillant et dominateur PDG et cofondateur, Daniel Wiegand, fait des promesses qu’il ne pourra pas tenir quant aux performances de son taxi aérien, et certains craignent qu’un échec ne jette le doute sur toutes les entreprises qui tentent de développer des avions électriques capables de se déplacer de toit en toit et de désengorger ainsi le trafic routier.

Trois anciens employés de Lilium, qui ont parlé à Forbes sous la condition de l’anonymat en raison d’accords de confidentialité, ont déclaré qu’eux-mêmes et un certain nombre de leurs collègues ont quitté l’entreprise au cours de l’année dernière en raison de la frustration causée par la gestion de l’entreprise par le PDG, qui, selon eux, exerce un contrôle excessif et s’est tenu à un calendrier irréaliste face aux retards de développement, au refus de ses ingénieurs et à un processus de planification qui lançait des signaux d’alarme.

« Si vous essayez d’attirer des investisseurs, vous devez avoir une vision ambitieuse, mais c’est une erreur de tromper les investisseurs avec de gros chiffres », explique un ancien ingénieur.

Alexander Asseily, un des premiers investisseurs de Lilium qui a rejoint l’équipe de direction en tant que directeur de la stratégie, a déclaré à Forbes que la start-up était confiante dans le calendrier et dans la solidité des processus de développement qu’elle a mis en place suite à l’ajout de cadres expérimentés de l’aérospatiale, comme Airbus et Rolls-Royce. Bien que des dérapages soient possibles, dit-il, « ce qui compte, c’est que nous avons une équipe sérieuse et mature, certainement la plus grande équipe de l’espace eVTOL, travaillant avec une discipline programmatique standard ».

Une valorisation à 5 milliards de dollars

Frank Thelen, membre du conseil d’administration de l’investisseur Freigeist Capital, a écrit par courrier électronique : « La société gère un programme aérospatial transparent avec des rapports réguliers du conseil d’administration et nous avons pleinement confiance dans leur calendrier ».

En 2019, Lilium a dévoilé un prototype d’avion de cinq places, alimenté par des batteries, qui décolle verticalement comme un hélicoptère et qui, selon l’entreprise, serait capable de passer à un vol sur aile comme un avion pendant 300 kilomètres, soit à peu près la distance entre New York et Boston, à une vitesse de 300 kilomètres par heure, plus loin et plus vite que ce que visent la plupart des autres démarreurs de taxis aériens électriques. La cible principale de Lilium est le transport interurbain et régional à longue distance plutôt que les sauts de ville que certains concurrents visent.

Ces grandes revendications ont aidé Daniel Wiegand, 35 ans, à lever 390 millions de dollars (322 millions d’euros) en capital-risque auprès de sociétés comme Tencent, le fonds Atomico du co-fondateur de Skype Niklas Zennstrom et le bailleur de fonds de Tesla Baillie Gifford, faisant de Lilium la deuxième start-up la mieux financée de l’espace après Joby Aviation, qui a récolté 820 millions de dollars (676 millions d’euros) et qui envisagerait également de s’introduire en bourse par le biais d’une fusion inversée avec un SPAC qui pourrait la valoriser à 5 milliards de dollars (4 milliards d’euros).

Mais deux anciens employés de Lilium ont déclaré à Forbes que le développement du prototype à cinq places était acharné et que la campagne d’essais en vol n’avait fait que des progrès minimes avant qu’il ne soit incinéré dans un incendie de batterie en février 2020, (une deuxième version était presque terminée à l’époque, mais n’a pas encore volé.) Des personnes extérieures se sont demandé si la conception de Lilium, avide de puissance, pouvait se rapprocher des performances que la société a revendiquées, avec des analyses critiques publiées l’année dernière par la publication aérospatiale allemande Aerokurier et le magazine Der Spiegel.

Avec 36 petits ventilateurs canalisés disposés le long de ses quatre ailes, le cinq places a besoin d’une énorme puissance de 1,2 mégawatts pour décoller, ont déclaré d’anciens employés à Forbes, soit presque autant d’électricité qu’un Boeing 787.

La semaine dernière, Alexander Asseily a expliqué à Forbes que le modèle à cinq places dont Lilium fait la promotion depuis deux ans n’était qu’un banc d’essai et que la société avait déjà déterminé avant son dévoilement qu’il n’atteindrait pas les objectifs de performance que la société avait annoncés avec lui.

Lilium vise maintenant un rayon d’action de « 250 km et plus », avec les plus gros avions, sans compter les réserves de sécurité que les régulateurs exigeront. Cela pourrait exclure certains trajets dont Lilium a déjà parlé, comme Londres-Paris, Zurich-Munich, ou dans le cas du réseau qu’elle prévoit de construire en Floride, Orlando-Miami.

Les quatre anciens employés de Lilium avec lesquels Forbes s’est entretenu ont déclaré qu’ils pensent que le projet de Lilium peut fonctionner, éventuellement, sous une certaine forme, mais trois d’entre eux et des observateurs de l’industrie disent qu’il serait extrêmement difficile pour la start-up d’obtenir la certification de sécurité d’un avion d’ici la fin 2023. Auparavant, la société avait déclaré publiquement qu’elle visait l’année 2025.

Le fait que Lilium ait changé de voie pour se tourner vers un avion plus grand rend la tâche encore plus difficile. Lilium a secrètement lancé son développement juste au moment où les essais en vol du cinq places ont commencé en mai 2019, explique Alexander Asseily.

Deux anciens employés de Lilium ont déclaré que la conception, pour l’essentiel, est une version agrandie du cinq places qui aurait un poids maximum au décollage de 3 175 kg ,soit 2,4 fois celui du cinq places de 1 300 kg. La masse supérieure est le maximum prévu par la nouvelle réglementation que l’Agence européenne de la sécurité aérienne a publiée en 2019 pour régir le développement florissant des avions de passagers à décollage et atterrissage verticaux, qui leur permettait d’avoir une masse maximale au décollage supérieure aux règles précédentes. 

L’avion n’a effectué qu’une vingtaine de vols sans pilote

Une source a partagé avec Forbes une partie de ce qu’il dit être le plan d’affaires que Lilium a fait circuler aux investisseurs potentiels de la SPAC et qui semble montrer que l’avion sera un sept places ; il dit que la société lancera la production en 2023 avec 25 des avions, puis 250 en 2024 et 400 en 2025, avant de sortir un avion de 16 places en 2027 et un avion de 50 places en 2030.

Alexander Asseily a déclaré que Lilium ne discuterait pas de sa feuille de route de produits. Pour que le calendrier fonctionne, la société s’appuiera sur la solidité de sa modélisation et sur les essais au sol des composants.

Si trois des anciens employés affirment que les ingénieurs sont satisfaits des résultats des essais en vol du prototype à cinq places, la campagne n’est pas allée bien loin. Susceptible de dysfonctionnements, l’avion n’a effectué qu’une vingtaine de vols sans pilote, dont aucun n’a duré plus de quelques minutes, avant d’être incinéré (une enquête interne a conclu que l’incendie était probablement dû à une broche pliée dans un connecteur de batterie qui a provoqué un court-circuit, selon deux des anciens employés). Et ils disent que le prototype n’a jamais réussi une manœuvre cruciale : le passage du mode vertical au vol vers l’avant avec les ailes, qui nécessite que l’avion prenne de la vitesse et fasse tourner les quatre volets portant ses 36 ventilateurs, qui pointent droit vers le bas au lancement, de 90 degrés de sorte que les ventilateurs pointent vers l’arrière.

Entre-temps, Joby Aviation a effectué des centaines de vols d’essai de son tiltrotor à cinq places, tandis que Volocopter, Wisk et EHang disent tous avoir dépassé les 1 000 vols d’essai de leurs modèles à deux places.

« Si vous n’avez pas piloté un avion depuis un an, et que vous n’avez toujours pas prouvé la transition du vol vertical au vol vers l’avant et que vous n’avez pas volé plus de quelques minutes à la fois, il est incroyablement optimiste de dire que vous y arriverez en 2023 », déclare un ancien employé. « C’est impossible. »

L’entreprise espère que le deuxième prototype de cinq places sera mis en service au printemps.

Un autre domaine où Lilium est en retard sur ses concurrents est celui des brevets pour la technologie des taxis aériens électriques. Elle en possède quatre, ce qui la place en dernière position parmi les 20 premiers détenteurs de brevets, selon un rapport de Lufthansa Technik.

Le PDG  de Lilium était obsédé par le vol depuis son plus jeune âge, il aurait pleuré à 7 ou 8 ans en regardant voler les oiseaux de mer : « J’étais sérieusement malheureux d’être né comme un humain et non comme un oiseau ». Il a ensuite étudié l’ingénierie aérospatiale à l’Université technique de Munich, où il a fondé Lilium en 2015 avec trois camarades de classe. Peu d’entre eux avaient une expérience de l’industrie aérospatiale. Selon un ancien employé, cela s’est traduit, au cours des premières années, par une incapacité à rédiger des spécifications de conception suffisamment détaillées pour l’avion qu’ils essayaient de construire – ils ont fait voler un prototype pour un biplace avant de passer à la conception de cinq places – et par des processus de travail désordonnés de type garage.

Un malentendu a conduit à ce que l’envergure des ailes principales du prototype à cinq places s’étende sur environ un mètre de plus que prévu, et qu’une aile pèse environ 5 kg de plus que l’autre, selon deux anciens employés. Ils ont ajouté des poids à l’aile la plus légère et ont quand même procédé à leur construction car ils avaient pris beaucoup de retard sur le calendrier prévu, ayant dit aux investisseurs que le premier vol aurait lieu fin 2017. Le premier vol a finalement eu lieu en mai 2019. Lilium a déclaré à Forbes que l’envergure de l’aile était inférieure à 11 mètres comme prévu.

Pendant des mois, lors des réunions hebdomadaires de l’entreprise, la direction a répété que le premier vol aurait lieu dans deux semaines, ce qui est devenu une plaisanterie courante parmi les travailleurs.

Ces affirmations irréalistes étaient dues à l’insistance de Daniel Wiegand, disent les anciens employés, qui, à l’instar de nombreux fondateurs de start-up, sont décrits comme résolument optimistes et profondément impliqués dans tous les aspects de la conception de l’avion.

Doté d’une excellente mémoire des formules de physique, Daniel Wiegand submergeait ses ingénieurs de calculs rapides sur sa calculatrice iPhone pour esquisser des spécifications de conception qui, selon eux, pourraient prendre des heures ou des jours à réaliser.

D’après ses anciens employés, Daniel Wiegand pouvait être contesté, mais cela exigeait une préparation minutieuse et des données à l’appui, et il les conservait régulièrement dans de longues et épuisantes réunions, examinant les problèmes avec précision avant de céder ou de prendre une décision. Il s’intéressait aux faiblesses de la présentation ou du concept d’un employé, et les démantelait de manière calme et méthodique.

C’était un style de travail qui retardait la prise de décision, disent les ex-employés, et comme l’entreprise est passée d’une trentaine d’employés en 2017 à plus de 500, il est devenu plus difficile d’obtenir du temps avec Daniel Wiegand. Deux des anciens travailleurs disent que lorsque l’entreprise s’est agrandie, il est devenu plus normatif pour garder le contrôle. 

Les spécifications de conception étaient parfois modifiées et tous les ingénieurs concernés n’étaient pas informés, ce qui entraînait des semaines de travail inutile, tandis que les ingénieurs qui se rendaient aux réunions avec les fournisseurs constataient parfois que ces derniers avaient reçu des paramètres différents, disent-ils.

Yves Yemsi, vétéran d’Airbus, qui a rejoint la société en tant que directeur de programme en 2019, a fait appel à une équipe de chefs de projet et a tenté de mettre en place des processus de travail et de planification plus rigoureux, mais trois des anciens employés disent que M. Wiegand a résisté aux conclusions.

Les projections d’Yves Yemsi ont montré qu’il serait extrêmement difficile d’obtenir la certification en 2023, explique un ancien employé. Daniel Wiegand a convoqué des réunions pour essayer de trouver des moyens d’avancer le calendrier. « Il y aurait de longues réunions avec de nombreuses personnes impliquées pour trouver une solution et cela se terminerait par de la frustration », selon l’ex-employé.

Alexander Asseily affirme que l’obsession de Daniel Wiegand pour les détails est un trait sain des fondateurs de technologies à succès, et dit qu’il s’est retiré dans une certaine mesure, cédant le titre de directeur de la technologie et d’ingénieur en chef aux vétérans de l’aérospatiale au cours des deux dernières années. « Je ne vais pas prétendre qu’en tant que nouveau PDG, il n’a pas la possibilité de se développer », déclare M. Asseily. « Mais je pense qu’il a fait preuve d’une incroyable maturité et qu’il a attiré autour de lui des personnes incroyables. »

Daniel Wiegand pense peut-être sincèrement que la certification en 2023 est réalisable, disent d’anciens employés – et viser publiquement cette date placerait Lilium en tête du peloton des espoirs du taxi aérien, et peut-être en tête de la considération des SPAC qui flairent l’industrie et qui préféreraient une entrée rapide sur le marché. Joby Aviation est le seul autre candidat qui vise publiquement la certification en 2023.

Lilium, qui prévoit d’exploiter son propre réseau de taxis aériens, aura besoin de centaines de millions de dollars supplémentaires pour développer ses avions et se doter de la force de production nécessaire pour produire des centaines d’appareils par an ainsi que du réseau de vertiports qu’elle envisage en Floride et en Allemagne. L’opportunité d’obtenir cet argent par le biais d’un SPAC arrive après que la société a échoué à réunir autant d’argent qu’elle l’espérait l’année dernière.

Lilium a récolté 275 millions de dollars (227 millions d’euros) mais visait 450 millions de dollars (371 millions d’euros), a déclaré un ex-employé, confirmant le rapport de TechCrunch sur l’objectif de financement, et elle n’a attiré qu’un seul nouvel investisseur. « Ils étaient furieux, on les a beaucoup pointés du doigt », a déclaré l’ex-employé à propos de Daniel Wiegand et d’autres cadres. L’entreprise Lilium a déclaré à Forbes qu’elle était satisfaite des résultats.

L’un des principaux points d’achoppement du calendrier de Lilium pourrait être l’achat de batteries qui pourraient faire fonctionner l’ambitieux projet. C’est un obstacle pour tous les aspirants fabricants de taxis aériens : Avec les meilleures batteries sur le marché aujourd’hui, qui contiennent 14 fois moins d’énergie utilisable en poids que le kérosène, on peut se demander si l’une des start-up sera en mesure de mettre en service à court terme des avions ayant une autonomie et une capacité d’emport suffisantes pour être rentables.

À la demande de Forbes, des chercheurs en batteries de l’université Carnegie Mellon ont utilisé des spécifications de conception que la société a rendues publiques, ainsi que des détails fournis par d’anciens employés de Lilium, pour estimer la taille et la puissance d’un bloc de batteries Lilium.

Venkat Viswanathan, professeur associé d’ingénierie à Carnegie Mellon, et son étudiant diplômé Shashank Sripad, ont fait plusieurs hypothèses charitables. Ils ont modélisé un besoin de portée de 200 km, inférieur à l’objectif ambitieux de Lilium, permettant ainsi d’utiliser un bloc de batteries avec une énergie et un poids total plus faibles. Ils ont également prévu que le poids du bloc-batteries prendrait une part assez importante du poids total au décollage, ne laissant que 35 % du budget poids pour les autres structures et systèmes de l’avion. Cette fraction est généralement de 55 à 65 % pour les avions conventionnels certifiés.

Les calculs étaient encore difficiles, en grande partie à cause de la décision de Lilium d’utiliser des dizaines de petits ventilateurs canalisés pour la propulsion. La société affirme que les ventilateurs gainés rendront ses taxis aériens plus silencieux et plus efficaces en vol. Mais au décollage, ces petits ventilateurs devront travailler beaucoup plus dur pour générer de la portance.

Lilium travaille avec des partenaires sur une cellule de batterie sur-mesure qui répondra à ses besoins

Les besoins en énergie de la conception abandonnée à cinq places semblent être bien au-delà de la technologie actuelle et à court terme des batteries, selon les calculs de Venkat Viswanathan et Shashank Sripad. Étant donné que l’avion consomme 1,2 MW d’électricité pour décoller du sol, ce qui réduit même l’objectif de portée à 200 km, le bloc de batteries aurait besoin d’une puissance spécifique (une mesure de la quantité d’énergie que la batterie peut décharger en une fois) de 3,4 kilowatts par kilogramme. Il est « pratiquement impossible » de faire cela plus d’une poignée de fois avec les cellules de batterie actuelles avant qu’elles ne soient grillées, explique Shashank Sripad.

Le plus gros avion sur lequel Lilium travaille actuellement nécessitera une puissance de décollage encore plus importante : 3 MW, estiment Venkat Viswanathan et Shashank Sripad. Avec une masse maximale au décollage de 3 175 kg, Lilium bénéficie en fait d’une enveloppe de conception plus large pour travailler, affirment-ils. Cependant, les chercheurs estiment que même si Lilium n’ajoutait pas de sièges et se limitait à un pilote et quatre passagers plus les bagages, permettant ainsi de consacrer plus de poids aux batteries, la puissance spécifique requise pour le bloc de batteries serait encore un peu plus de 2 kW/kg.

La puissance spécifique la plus élevée que les fabricants de batteries estiment que les cellules actuelles doivent fournir est d’environ 2 kW/kg, et ce chiffre diminue une fois que les cellules sont assemblées en un bloc, avec une isolation pour empêcher les incendies de se propager, le câblage et les systèmes de refroidissement et de contrôle.

Lilium travaille avec des partenaires sur une cellule de batterie sur-mesure qui répondra à ses besoins. Les changements sont suffisamment minimes pour que ses cellules de batterie ne nécessitent pas de nouvelles méthodes de fabrication, ce qui leur permet d’être produites sur les lignes de production actuelles à l’échelle standard, en volume, dans les délais dont Lilium a besoin pour lancer la production de masse, explique Alexander Asseily.

Il semble que Lilium travaille sur une version améliorée des cellules lithium-ion standard, explique M. Viswanathan, qui a travaillé avec plusieurs startups eVTOL. Il est possible que cette approche permette à Lilium de disposer d’une batterie répondant à ses besoins dans les délais prévus, si elle peut contenir la capacité de la cabine pour un pilote et trois ou quatre passagers, dit-il. « Je leur donnerai le bénéfice du doute, cela est peut-être possible », confie-t-il.

Sur le long terme, de nouvelles chimies de batterie sont en cours de développement, comme les anodes en lithium métal et en silicium, qui répondront sans aucun doute aux besoins de Lilium, annonce M. Viswanathan, mais le problème à court terme pour tous les espoirs du taxi aérien électrique est que les fabricants de batteries placent les besoins des constructeurs de voitures électriques au premier plan, puisqu’ils produisent actuellement de grands volumes de véhicules. Et comme les conducteurs de véhicules électriques n’ont pas besoin de rouler pied au plancher plus de quelques secondes à la fois, ils n’ont pas besoin de batteries pouvant fournir de puissance aussi élevée que celle requise par les taxis aériens électriques. Le décollage et l’atterrissage, dit M. Viswanathan, « c’est comme être en mode Ludicrous, pas pendant 3 secondes, mais pendant 60 à 90 secondes », dit-il. « La batterie, elle brûle à l’intérieur. » 

Ce dont les voitures électriques ont principalement besoin, c’est que les batteries accumulent plus d’énergie totale pour un poids donné, appelée énergie spécifique, afin d’augmenter l’autonomie (ce dont les taxis aériens électriques ont également besoin), de sorte que l’optimisation pour une puissance spécifique plus élevée viendra probablement plus tard.

Joby Aviation tente de mettre sur le marché son taxi aérien à rotor basculant avec des cellules de batterie actuellement en production de masse pour une utilisation dans des véhicules électriques, la société dit avoir trouvé comment construire un bloc de batteries avec des cellules automobiles qui ont une énergie spécifique de 235 Wh/kg. Cela serait bien supérieur aux meilleurs blocs de batteries automobiles, qui ont une énergie de 180 Wh/kg.

M.Viswanathan et M. Sripad estiment qu’une version à sept places de l’avion MTOW de Lilium, d’une capacité de 3 175 kg et d’une autonomie de 200 km, aurait besoin d’un bloc de batteries ayant une énergie spécifique de 165 Wh/kg – ce qui est réalisable dès maintenant – mais il faudrait une puissance spécifique de 2,6 kW/kg au niveau du bloc, ce qui est bien supérieur à ce que les prototypes de cellules Li-on devraient être capables de réaliser.

Asseily a déclaré que les estimations de M. Viswanathan et M. Sripad étaient « une assez bonne déduction, mais un peu fausse ». Il a refusé de discuter en détail des spécifications de la batterie.

M. Viswanathan prédit que les cellules de batterie de la prochaine génération qui ont à la fois assez de puissance spécifique et d’énergie spécifique pour rendre réalisables des versions de plus grande capacité des conceptions de Lilium seront disponibles sur le marché d’ici la deuxième moitié de la décennie, bien qu’il dise qu’il n’est pas exclu qu’un développeur de batteries puisse avoir un petit volume de cellules prototypes disponibles à un coût élevé plus tôt.

Les batteries ne sont pas le seul point d’interrogation de l’ambitieux calendrier de Lilium. Entre autres problèmes potentiels liés à sa conception repoussant les limites, les commandes de vol pourraient prendre du temps à perfectionner. L’avion n’a pas de gouvernes conventionnelles comme la queue, la gouverne de direction et les volets d’aile ; il est plutôt conçu pour être dirigé en faisant varier la poussée de ses dizaines de ventilateurs (On ne sait pas exactement combien il y en aura sur le nouvel avion, mais il est peu probable qu’il y en ait moins que les 36 de l’avion à cinq places). 

Pour coordonner leur poussée, chacun des moteurs électriques et des ventilateurs aura besoin de capteurs fiables pour mesurer avec précision la pression, la température et d’autres indicateurs. Chacun des moteurs induira des vibrations dans les ailes, et leurs ventilateurs ne tourneront peut-être pas tous avec la même efficacité selon leur usure. Il sera compliqué d’écrire un logiciel pour contrôler tout cela de manière fiable, explique Ella Atkins, professeure d’ingénierie aérospatiale à l’université du Michigan. Si Ella Atkins affirme ne rien voir qui soit « absolument à la hauteur » de la conception, elle pense que les nombreuses années qu’il a fallu pour résoudre les problèmes de contrôle mortels du premier avion à bascule, le V-22 Osprey de l’armée américaine, offre un parallèle qui donne à réfléchir à Lilium et aux autres développeurs d’eVTOL.         

 « Il faut beaucoup d’argent et de temps pour réussir dans l’aérospatiale, et la vérité est que cette industrie essaie d’aller trop vite », conclut-elle.

Article traduit de Forbes US – Auteur : Jeremy Bogaisky

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