Airbus : un avion à hydrogène en 2035
La partie arrière sans hublots de l’avion sera dédiée au stockage de l’hydrogène qui est quatre fois plus volumineux que le kérosène./Photo DDM
Publié le 22/09/2020 à 07:19 , mis à jour à 16:31
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l’essentiel
Airbus a présenté hier sa feuille de route pour inventer une famille d’avions à hydrogène. L’objectif est une entrée en service commercial en 2035. Le lancement industriel doit avoir lieu en 2028.
Voler sans produire aucune émission. C’est l’ambition du plan ZEROe pour « zéro émission » qu’a dévoilé hier Airbus avec l’objectif d’une entrée en service du premier avion à hydrogène pour 2035. L’avionneur toulousain a présenté trois concepts d’avions qui préfigurent ce que pourrait être l’aviation du futur. Une annonce qui prend tous ses concurrents et notamment l’Américain Boeing mais aussi le Chinois Comac de court.https://www.ultimedia.com/deliver/generic/iframe/mdtk//zone/1/src/fmrkvf
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Pas d’avion long-courrier pour l’instant
Exit le kérosène, place à l’hydrogène. Ce gaz présent en abondance sur notre planète de manière inépuisable est l’énergie privilégiée par Airbus pour faire voler ses futurs avions car lors de sa combustion il n’émet que de… la vapeur d’eau ! Des recherches sont en cours sur trois projets d’appareils : un turbopropulseur type ATR qui transporterait 90 passagers, un avion à réaction de 200 passagers maximum capable de franchir 3 700 km et un projet plus disruptif d’aile volante inspiré du projet Maverick (notre édition du 11 février). La distance franchissable aujourd’hui encore limitante interdit pour l’instant l’idée d’un avion long-courrier volant à l’hydrogène.
Toutefois, même si elle séduisante sur le papier, la solution de l’hydrogène revêt d’importants défis technologiques. Pour être transformé de l’état gazeux à l’état liquide, l’hydrogène doit être refroidi à – 253 degrés. Quatre fois plus volumineux que le kérosène, il nécessitera d’énormes réservoirs cryogéniques à bord des avions. Les réservoirs devront être capables de résister à la pression, ce qui impose une forme cylindrique ou sphérique : le carburant ne sera donc plus stocké dans les ailes mais à l’arrière de l’avion derrière une paroi étanche. Tout cet espace grignotera d’autant celui jusque-là dévolu aux passagers, sauf dans le cas de figure de l’aile volante. Ce projet d’étude doit en effet permettre aux ingénieurs de partir d’une feuille blanche et non pas de faire évoluer les avions existants.
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Lancement industriel en 2028
Les trois concepts d’avions dévoilés hier donnent le coup d’envoi d’études approfondies jusqu’en 2025 pour déterminer quel est le modèle le plus pertinent sur le plan technique mais aussi économique. S’ouvrira alors une phase d’avant programme pour trois ans avant un lancement industriel en 2028. « Ce chantier Airbus ne le réussira pas seul » a prévenu Grazzia Vittadini, la directrice de l’innovation d’Airbus. Les producteurs d’hydrogène, les motoristes, les aéroports, les compagnies aériennes… toute la filière devra être à l’unisson pour réussir cette mutation énergétique.
Comment se prépare Boeing
Pas de révolution verte en vue chez l’Américain Boeing, grand concurrent d’Airbus. Habitué à garder ses projets secrets jusqu’au dernier moment, l’avionneur de Seattle mise plus sur des améliorations de ses avions déjà existants plutôt que sur un nouvel avion.
Empêtré dans les déboires du 737 MAX, toujours cloué au sol suite à deux crashs, Boeing développait surtout jusqu’à présent de nouvelles générations d’appareils (737 MAX, 777X ou 787-10). Mais l’entreprise mène également des recherches « sur un grand nombre de technologies innovantes qui recèlent un formidable potentiel pour l’avenir », explique-t-elle. Ces recherches portent sur les matériaux, les aménagements, les biocarburants durables ou encore l’aérodynamisme et le fuselage.
ean-Brice Dumont, directeur exécutif de l’ingénierie chez Airbus : « Notre calendrier est exigeant mais tenable »
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Jean-Brice Dumont, directeur exécutif de l’ingénierie et membre du comité exécutif d’Airbus
Airbus, Aéronautique, EconomiePublié le 22/09/2020 à 07:15 , mis à jour à 07:35
Choisir l’hydrogène signe-t-il la fin de l’avion électrique ?
Nos recherches sur l’avion électrique nous ont permis de bien défricher le sujet des énergies alternatives à bord.L’hydrogène c’est surtout la fin de l’idée qu’un avion avec batteries électriques va remplacer l’A320. Cela ne marche pas. Quand on compare la capacité de stockage d’énergie pour un kilo de batterie, de fioul ou d’hydrogène les chiffres sont parlants.Nous sommes à 200 watts heure pour une batterie, 11 000 watts heure pour du fioul et 33 000 pour l’hydrogène !
Est-ce réalisable d’ici 2035 ?
La date est crédible même si elle est ambitieuse. Nous avons construit un retroplanning tenable car il existe une vraie volonté chez Airbus, dans le monde politique et dans la société. Ce qui nous rend très optimistes depuis deux ans c’est que l’on voit que c’est possible grâce aux progrès technologiques. Nous parvenons à trouver des formules d’avions crédibles.
Quels sont les défis technologiques ?
Le stockage de l’hydrogène à – 253 degrés à bord est un défi pour lequel nous étudions plusieurs solutions pour optimiser nos chances de réussite. Nous sommes confiants car l’industrie sait faire du grand froid dans les fusées ou les satellites. Il faudra aussi optimiser au maximum le design de l’avion pour minimiser l’hydrogène à embarquer car il est quatre fois plus volumineux que le kérosène. Le motoriste aura un rôle fondamental dans l’amélioration générale dans l’architecture de l’avion et du moteur. Le dernier défi est intellectuel : il faut sortir d’une logique darwinienne qui fait évoluer nos avions depuis 50 ans. C’est une révision fondamentale de l’architecture de l’avion à mener.
C’est l’idée de l’aile volante ?
L’aile volante sera peut-être l’aboutissement de nos réflexions qui ont pour but de trouver le changement qui fait le plus de sens pour stocker l’hydrogène, trouver la meilleure aérodynamique et aménager la cabine. Une aile volante ouvre plus le champ des possibles notamment dans les zones pour les passagers.
Les avions seront-ils plus petits ?
Hormis l’aile volante, les deux concepts planes sont des dérivés des avions actuels avec moins de passagers car il faut stocker l’hydrogène. Après toutes nos recherches, nous arrêterons la longueur de l’avion, la taille de la cabine et le nombre de passagers transportés.
Est-ce qu’il sera moins cher de voler à l’hydrogène ?
Aujourd’hui c’est plus cher de voler à l’hydrogène car ce qui est rare est cher. Ce sont toutes les industries de la mobilité comme le bus, le train, la voiture… qui feront chuter le prix de l’hydrogène au plus près du coût du kérosène.
L’avion à hydrogène consomme-t-il moins qu’un avion classique ?
Il aura tendance à consommer davantage à cause de la traînée qu’il va générer dû au problème de stockage de l’hydrogène mais il faut regarder le rapport entre passagers transportés et distance franchissable.
Les vols long-courriers seront-ils possibles ?
L’avion à hydrogène commencera par des avions plutôt court et moyen-courriers mais avec l’aile volante les vols long-courrier sont davantage envisageables car on peut plus facilement adapter ce design pour allonger sa distance franchissable.
Vos sous-traitants participeront-ils à ces projets ?
Nos fournisseurs vont devoir prendre deux virages : le digital pour mener des projets de codéveloppement avec nous de façon plus rapide et celui de l’environnement. Si nous n’avons pas les fournisseurs à nos côtés, on sera seuls et ce n’est pas l’objectif !
Avions, voitures… Produire de l’hydrogène est-il vraiment moins polluant ?
De nombreux véhicules terrestres roulent déjà l’hydrogène. /Photo DDM, Thierry Pons DEPECHE NEWS – THIERRY PONS
Publié le 22/09/2020 à 07:19 , mis à jour à 15:32
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l’essentiel
L’hydrogène est le carburant mis en avant dans le cadre de la transition énergétique pour remplacer essence, diesel ou kérozène. Airbus a annoncé qu’une famille d’avions volant à partir de ce gaz allait être mis eau point en 2035. Mais cette technologie est-elle vraiment moins polluante ? Éléments de réponse.
L’utilisation de l’hydrogène en tant que carburant dans un moteur à combustion ou dans une pile à combustible a le sérieux avantage de n’émettre que de l’eau en plus de l’énergie nécessaire à faire voler un avion ou à faire rouler une voiture. Fini donc le CO2, le CO, les NOx ou encore les particules fines. Mais l’hydrogène (H2) est-il pour autant un « carburant vert » ? Sa production est-elle non polluante ? La réponse est actuellement non… mais les choses pourraient vite changer.
Présent sur Terre en très grande quantité, mais toujours associé à d’autres molécules pour former de l’eau, du gaz ou de la matière organique, l’hydrogène s’obtient par la technique du craquage qui consiste à casser des molécules d’hydrocarbure issues de la pétrochimie. Une réaction qui produit notamment des gaz à effet de serre.
Électrolyse de l’eau
« C’est la majeure partie de la production mondiale à l’heure actuelle », précise Christophe Turpin, directeur de recherche au laboratoire Laplace du CNRS à Toulouse et responsable des activités hydrogène. Si on en restait là, le moteur à hydrogène en lui-même ne polluerait pas mais la fabrication de l’hydrogène oui. Ce qui n’aurait globalement aucune vertu.
« L’utilisation énergétique de l’hydrogène n’a aucun sens si sa production n’est pas verte. Mais il existe deux autres manières de l’obtenir: par la transformation des déchets organiques et la plus prometteuse par l’électrolyse de l’eau. Dans ce dernier cas, un courant électrique – issue de préférence de l’éolien, du photovoltaïque ou de l’hydraulique – permet de casser la molécule d’eau (H2O) en un mélange d’hydrogène et d’oxygène », explique Christophe Turpin. Dans ce dernier cas de figure, l’eau utilisée pour l’électrolyse est restituée dans le cycle naturel au moment de la combustion de l’hydrogène.
L’Occitanie labellisée « Territoire Hydrogène »
« Produire de l’énergie de cette façon est un immense défi mais j’y crois. Il va falloir construire un peu partout des électrolyseurs et produire des piles à combustible, deux composants essentiels sur lesquels nous travaillons au laboratoire Laplace à Toulouse. Il faut améliorer leur durée de vie, particulièrement dans le secteur aéronautique. Mais nous travaillons d’ailleurs déjà avec Airbus depuis plusieurs années sur l’avion électrique », précise le chercheur du CNRS.
Concrètement, les avions plus petits (en dessous de 100 places) pourraient voler avec des piles à combustible tandis que les plus gros verraient leurs réacteurs alimentés directement par de l’hydrogène qui serait cryogénisé pour le rendre liquide afin qu’il soit plus facilement transportable dans des réservoirs.
Notre région a sa carte à jouer. Elle a été labellisée « Territoire Hydrogène » par le ministère de l’Ecologie, en 2016. Un projet de train développé par Alstom est d’ailleurs à l’étude à Tarbes tandis que d’autres ont déjà été concrétisés comme les bus à hydrogène construits par Safra à Albi. L’ère de l’hydrogène est arrivée et passera aussi par l’Occitanie.La Rédaction
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