Le 3 mars, un avion de ligne de 40 places a décollé de l’aéroport régional de Moses Lake, dans l’État de Washington (États-Unis), pour un court vol de 15 minutes.
Il s’agit d’un de ces avions à turbopropulseurs couramment utilisés pour les vols de courte durée. Tout cela n’aurait aucun intérêt si cet avion n’utilisait pas de l’hydrogène comme carburant.
L’avion avait été modifié et l’un de ses moteurs était électrique, alimenté par une pile à hydrogène, tandis que l’autre utilisait du carburant aviation conventionnel. Ce n’est pas le premier. En septembre 202o, un avion léger à hydrogène de six places d’une société britannique a parcouru quelque 80 kilomètres.
Bien des années auparavant, en 1988, l’Union soviétique avait utilisé un avion pour tester l’hydrogène, cette fois comme carburant, et avait effectué quelques vols avant que le projet ne soit abandonné avec la chute du mur de Berlin.
Les transports sont responsables de 14 % des émissions de gaz à effet de serre à l’origine du changement climatique. Bien que la plupart des transports soient routiers, le trafic aérien, avec beaucoup moins de trajets, représente 2 à 3 % des émissions totales de dioxyde de carbone.
En outre, les avions émettent d’autres gaz à effet de serre, tels que l’oxyde nitreux (NOx), qui peuvent avoir un impact plus important sur l’environnement en tant que polluants.
Un problème de taille
La réduction des émissions de l’aviation est un domaine important pour l’atténuation du changement climatique, mais ce n’est pas facile. Tout comme les véhicules électriques remplacent les véhicules à combustion interne à un rythme rapide dans le monde entier, un avion électrique pose un problème d’ingénierie délicat.
Par exemple, si l’on essayait d’électrifier complètement un 737 avec les batteries au lithium d’aujourd’hui, il faudrait retirer tous les passagers et le fret et remplir l’espace avec des batteries, simplement pour voler moins d’une heure.
En effet, le kérosène peut stocker environ 50 fois plus d’énergie que les batteries au lithium par unité de masse. L’hydrogène stocke plus d’énergie par kilo que les batteries, mais le problème est le volume.
Les réservoirs d’hydrogène prennent beaucoup de place, même s’ils sont plus légers que les batteries. L’hydrogène se liquéfie à -253°C, il doit donc être maintenu à haute pression (ce qui augmente le poids des réservoirs) et, si possible, refroidi.
L’autre problème est que les turbopropulseurs ne sont pas aussi efficaces pour les gros avions volant à haute altitude et à grande vitesse. Les piles à hydrogène et les moteurs électriques ne sont pas une option.
L’autre solution consiste à utiliser l’hydrogène directement comme carburant dans les moteurs à réaction. Les émissions de ces moteurs à hydrogène seraient uniquement constituées de vapeur d’eau, car l’hydrogène se combine à l’oxygène lors de la combustion.
Bien que la vapeur d’eau soit un gaz à effet de serre, on estime que ses effets sont moindres que ceux du CO2 et qu’elle reste très peu de temps dans l’atmosphère.
Il faut également garder à l’esprit que pour que l’hydrogène ne produise pas d’émissions, il doit s’agir d’hydrogène vert, c’est-à-dire qu’il doit utiliser des énergies renouvelables pour sa production, dont la disponibilité est encore très limitée.
La solution hybride
Comme pour les voitures, il existe une étape intermédiaire pour l’aviation, à savoir les avions hybrides. Airbus prévoit de commercialiser ses modèles hybrides en 2025.
Outre les moteurs à paraffine traditionnels, des turbopropulseurs électriques sont installés pour aider l’avion à décoller et à atterrir, en plus de la manutention au sol qui consomme beaucoup de carburant.
À l’altitude de croisière, les avions utiliseraient de la paraffine, mais les émissions seraient réduites précisément à proximité des villes, de même que la pollution sonore.
Si cette technologie est prévue pour être utilisée sur de gros avions tels que l’A380, elle commencera à être déployée à court terme sur de plus petits avions régionaux équipés de turbopropulseurs hybrides, qui peuvent réduire la consommation de carburant de 10 %.
L’industrie aéronautique s’est engagée à réduire ses émissions de 50 % d’ici 2050 par rapport à 2005. Pour y parvenir, l’hydrogène est un élément indispensable de l’équation.
