Le vol des oiseaux et des insectes l’avait toujours préoccupé. Adulte, Clément allait consacrer une grande partie de sa vie à la réalisation d'un rêve d'enfant : le vol d'un corps plus lourd que l'air.
Après avoir essayé différents types d’ailes, en 1874, il mit au point un planeur susceptible de recevoir un moteur. Puis, soutenu financièrement par le ministère de la Guerre, il mit au point des prototypes dont les voilures étaient inspirées des ailes de la chauve souris. Il pensait qu'une fois le vol maîtrisé, une aile rigide inspirée de celle des oiseaux serait plus efficace et plus solide. Il comprit qu'il ne fallait pas tenter de reproduire le battement des ailes d'oiseau mais adopter le concept de voilure fixe.
Entre 1890 et 1897, il réalisa trois appareils : L'Éole (l'Avion I), le Zéphyr ( l‘Avion II) et l’Aquilon (l’Avion III).
9 octobre 1890. Dans le parc du château de Gretz-Armainvilliers, l’expérience révéla des marques de roues disparaissant de la terre meuble sur une vingtaine ou une cinquantaine de mètres. Son engin aurait ainsi quitté le sol ; ce jour là Ader aurait donc peut être effectué le premier décollage motorisé d'un corps plus lourd que l'air. Il n'y avait pas de témoins autres que des employés de l'ingénieur.
12 et 14 octobre 1897. A bord de l'Aquilon, un bimoteur permettant de réduire les problèmes d'instabilité de l'Éole et pouvant embarquer un observateur en plus du pilote, à plusieurs reprises Ader crut sentir l’arrière de l’engin se soulever avant de reprendre contact avec le sol. L’essai, n'étant pas confirmé par les observateurs, l’armée cessa ses financements.
Le musée des Arts et Métiers de Paris conserve l’Aquilon qui aurait pu ou qui fut peut-être la première machine à voler