Pile à combustible ou turbine à gaz ? Airbus ne se ferme aucune porte sur l'hydrogène

La combustion n'est pas la seule option envisagée par Airbus pour un avion à hydrogène. Toujours très impliqué dans le développement d'un avion à hydrogène à l'horizon 2035 malgré les craintes de ne pas pouvoir compter à ce moment-là sur un écosystème favorable, l'avionneur européen avance également sur l'option d'une pile à combustible. La décision de lancer un avion à hydrogène doit être prise vers 2027-2028. Explications.
Airbus présente son projet de moteur utilisant une pile à combustible alimentée à l'hydrogène.
Airbus présente son projet de moteur utilisant une pile à combustible alimentée à l'hydrogène. (Crédits : Airbus)

Même s'il redoute que l'écosystème permettant d'alimenter en hydrogène décarboné les aéroports ne soit pas prêt en 2035, Airbus ne veut se fermer aucune porte dans le domaine de l'hydrogène. A l'occasion de son sommet annuel, le constructeur européen a dévoilé un nouveau projet de propulsion à hydrogène, cette fois basé sur l'utilisation d'une pile à combustible. Et il a précisé que ce type d'architecture de moteur est considéré « comme l'une des solutions potentielles pour équiper ses avions à zéro émission qui entreront en service d'ici 2035 » aux côtés de la combustion d'hydrogène dans un turboréacteur.

Dans le cas de la pile à combustible approvisionnée à l'hydrogène, il n'y aura pas de combustion. L'hydrogène sera combiné à de l'oxygène au sein de la pile afin de produire de l'électricité. Celle-ci sera utilisée pour alimenter des moteurs électriques, qui entraînent une hélice via une boîte de transmission.

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Déjà deux ans de travail

Airbus va s'appuyer sur le travail déjà fait depuis deux ans au sein d'Aerostack, sa coentreprise avec la société allemande ElringKlinger. Celui porte sur les piles en elles-mêmes, mais aussi leur agencement au sein du moteur qui peut être générateur de puissance supplémentaire. L'objectif est d'arriver à terme, en cas d'application opérationnelle, à une puissance sur arbre de l'ordre de deux mégawatts. La puissance développée lors des essais sera de l'ordre du mégawatt.

En l'absence de combustion, Hauke Luedders, directeur du programme de piles à combustible d'Airbus, assure qu'il n'y aura pas d'émission de gaz à effet de serre, ni même de traînée de condensation bien que de l'eau générée par la pile soit rejetée dans l'atmosphère. Cela éliminerait l'une des principales incertitudes identifiées jusqu'ici avec l'hydrogène, à savoir la formation d'importantes traînées de condensation, qui peuvent renforcer l'effet de serre.

Si la combustion d'hydrogène peut être envisagée pour un avion moyen-courrier de type A320, la pile à hydrogène est plus adaptée à un avion régional de la gamme des biturbopropulseurs ATR. Glenn Llewellyn, vice-président du programme Avion zéro émission (ZEROe), déclare ainsi : « À l'échelle, et si les objectifs technologiques étaient atteints, les moteurs à pile à combustible pourraient être en mesure d'alimenter un avion de cent passagers avec une autonomie d'environ 1.000 miles nautiques (1.852 kilomètres). »

Les deux solutions seront d'ailleurs testées sur le même appareil, l'A380 MSN1 transformé en banc d'essai volant pour l'occasion. L'appareil est actuellement en cours de transformation afin de pouvoir transporter les réservoirs d'hydrogène liquide et alimenter les moteurs. Les essais en vol sont prévus vers fin 2026.

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Plusieurs options possibles

« En continuant à investir dans cette technologie (la pile à combustible), nous nous donnons des options supplémentaires qui éclaireront nos décisions sur l'architecture de notre futur avion ZEROe », précise Glenn Llewellyn. Il faudra ensuite faire un choix. Et sur ce point, Guillaume Faury déclare : « C'est l'une des questions les plus importantes auxquelles nous devons répondre. Nous travaillons aujourd'hui sur des technologies et nous évaluons le potentiel de ces différentes possibilités. »

Pour le patron d'Airbus, « la combustion dans une turbine est sans doute la voie la plus simple pour aller vers l'hydrogène, mais présente aussi des points négatifs, tandis que la pile à combustible est plus exigeante étant donné d'où nous partons ». Se voulant exhaustif, il ouvre aussi la possibilité de combiner les deux technologies avec des architectures hybride-électriques, combinant une turbine à gaz à hydrogène et des piles à combustible. Il conclut en déclarant qu'il est aujourd'hui « trop tôt pour répondre ».

De fait, Airbus dispose encore d'un peu de temps. La décision de lancer un programme d'avion à hydrogène ne sera prise qu'à l'horizon 2027-2028, en vue d'une mise en service en 2035.

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