L'Hydrogène, un carburant d'avenir pour l'aviation?

Le motoriste Rolls-Royce et la compagnie low-cost EasyJet ont collaboré pour réaliser un moteur d'avion moderne fonctionnant à l'Hydrogène. Le premier essai a été effectué aujourd'hui. L'objectif serait d’intégrer cette technologie sur des avions de petite et moyenne taille d'ici à 2030.

Rolls-Royce ne serait pas le seul à travailler sur ce projet : l’ensemble des motoristes travailleraient sur cette alternative et les principaux avionneurs comme Airbus ou Boeing sont directement impliqués dans la recherche.

Il faudrait que je recherche, mais j'avais lu dernièrement un article sur la conversion d'un Tu-154, afin de faire fonctionner un des réacteurs à l'hydrogène. Si techniquement, il n'y avait pas trop de problèmes (ou tout au moins, aucun qui ne puisse être résolu), opérationnellement, c'était un autre affaire.
D'abord, l'hydrogène à une puissance massique plus faible que le kérosène, il en faut donc de plus grandes quantités pour la même poussée. Ensuite, la question du stockage ….. soit comprimé sous très haute pression, soit refroidi très bas (point de condensation à -252,87° C), souvent les deux en même temps. donc de gros problèmes de sécurité pour un avion. Cela transforme n'importe quel avion de ligne en véritable bombe volante. Sans parler des questions de mise en oeuvre, stockage, avitaillement des appareils, protection des personnels au sol, etc ……
Pour le moment, on n'a encore rien trouvé de mieux que nos bêtes essences et kérosène, en terme d'efficacité, de facilité de mise en oeuvre et de sécurité.

À mon avis aussi, c'est clairement le stockage qui va poser le plus gros problème. Mais si c'est un jour possible…

Airbus travaille également sur la question de moteur à hydrogène, avec son projet ZEROe.
Un A 380 doit être transformé en laboratoire volant, avec quatre réservoirs d'hydrogène liquide en soute arrière, alimentant un nouveau réacteur GE Passport, monté sur un pilonne entre les deux portes supérieures arrière gauche. Ce montage doit permettre d'isoler plus facilement les émission du nouveau moteur, de celles des 4 Trent d'origine. Le premier vol est attendu vers la moitié de la décennie actuelle. L'objectif, à moyen terme est de proposer des motorisation "décarbonées" opérationnelles vers 2035.

Et j'ai retrouvé l'article parlant des essais soviétiques avec la propulsion par hydrogène. Il est dans le numéro 261 d'Icare, de juin 2022.

Dans les années 1980, les ingénieurs soviétiques se sont penchés sur la question de carburants alternatifs au kérosène. Il fut décidé de mener des tests en vol, notamment en convertissant un Tu-154B pour utiliser de l'hydrogène. Le Tu-154B CCCP-85035 fut transformé, échangeant son réacteur NK-82 droit par un NK-88. Le NK 88 n'est autre qu'un dérivé du Kuznetsov NK-82 équipant le Tu-154 d'origine, mais adapté bi-fuel, pouvant fonctionner aussi bien au kérosène classique, qu'à l'hydrogène. La poussée restait la même à 9500 kg. Un gros réservoir cryogénique pour l'hydrogène liquide fut installé à l'arrière du fuselage, afin de limiter la plomberie spéciale. Ce réservoir de 17,5m3 (long de 5,4 m et diamètre de 3,10m) était en alliage d'aluminium, avec un revètement isolant de 50mm en mousse de polyuréthane. Outre une tuyauterie spéciale pour l'hydrogène, il fallut également installer des pompes spécifiques.
Cet avion d'essai fut désigné Tu-155.
Il fit son premier vol ainsi équipé le 15 avril 1988. Cinq voles d'essais furent effectués utilisant de l'hydrogène, atteignant une vitesse de + 900 km et plus de 7000m d'altitude, incluant des réallumages en vol.
A partir de janvier 1989, l'avion fut converti pour fonctionner au GNL.
Si les essais furent techniquement concluants, les problèmes d'avitaillement, et l'éclatement de l'URSS faire que le projet fut abandonné fin 1991.

Edit : je viens de lire la fiche de Clansman sur le Tu-155, visiblement on a les même sources, car on dit la même chose

Pour corriger ce que j'avais dit sur la puissance massique de l'hydrogène, par rapport au kérosène : A masse égale, l'hydrogène délivre 3 fois plus d'énergie que le produit pétrolier, cependant, même à l'état liquide il prend 4 fois plus d'espace. Donc un même volume du gaz (liquide) ne représente que 3/4 de l'énergie du kérosène.
De plus la nécessité de stocker l'hydrogène liquide dans des réservoirs cylindriques empêche de les placer dans les ailes.

A masse égale, l'hydrogène délivre 3 fois plus d'énergie que le produit pétrolier, cependant, même à l'état liquide il prend 4 fois plus d'espace.

À masse égale de carburant, mais il faut aussi compter la masse (et le volume comme tu le dis) des réservoirs…

Universal Hydrogen a annoncé le 7 février 2023 que la FAA lui a accordé un certificat de navigabilité spécial dans la catégorie expérimentale, pour effectuer le premier vol de son Dash 8-300 à hydrogène. La société a également publié des séquences vidéo des premiers essais de roulage réussis de l'avion, conçus pour évaluer les qualités de tenue au sol et les performances du groupe motopropulseur électrique à pile à combustible à faible puissance et à faible vitesse.

jff a dit le 28/11/2022 à 23:54 :

Il faudrait que je recherche, mais j'avais lu dernièrement un article sur la conversion d'un Tu-154, afin de faire fonctionner un des réacteurs à l'hydrogène. Si techniquement, il n'y avait pas trop de problèmes (ou tout au moins, aucun qui ne puisse être résolu), opérationnellement, c'était un autre affaire.
D'abord, l'hydrogène à une puissance massique plus faible que le kérosène, il en faut donc de plus grandes quantités pour la même poussée. Ensuite, la question du stockage ….. soit comprimé sous très haute pression, soit refroidi très bas (point de condensation à -252,87° C), souvent les deux en même temps. donc de gros problèmes de sécurité pour un avion. Cela transforme n'importe quel avion de ligne en véritable bombe volante. Sans parler des questions de mise en oeuvre, stockage, avitaillement des appareils, protection des personnels au sol, etc ……
Pour le moment, on n'a encore rien trouvé de mieux que nos bêtes essences et kérosène, en terme d'efficacité, de facilité de mise en oeuvre et de sécurité.

En effet, je me souviens de vues d'artiste dans les Air&Cosmos de 1995 avec des Airbus au fuselage de Bélouga pour avoir des réservoirs assez grands.

Destinus présente son troisième prototype au salon du Bourget. La société ambitionne de développer des avions hypersoniques à hydrogène liquide capable de relier Paris à New-York en 1h30 ! 
À mon avis, l'idée est intéressante, mais l'entreprise est trop petite et n'aura jamais les moyens pour aller au bout de ce rêve seule…

Le planeur d'Airbus UpNext, Blue Condor, a effectué son premier vol à l'hydrogène au-dessus du Nevada, aux États-Unis, le 8 novembre. Ce vol, le premier de la société à utiliser l'hydrogène comme unique source de carburant, a donné le coup d'envoi d'une campagne d'essais qui s'achèvera par une mission de mesure des traînées de condensation au début de 2024.
Ce n'est qu'un petit pas, mais qui fait avancer tout de même.

Après son tour du monde en avion solaire il y a sept ans, Bertrand Piccard veut à nouveau faire le tour de la planète en 2028, mais cette fois-ci avec un avion fonctionnant à l'hydrogène et en neuf jours. 

Dans son nouveau projet "Climate Impulse", il n'y a pas que l'esprit d'aventure qui joue : "J'en ai assez du pessimisme et de l'inaction en matière de protection de l'environnement. Je veux montrer à tous les gens qui ne voient pas d'avenir qu'il y a de l'espoir et que nous pouvons agir. Le meilleur moyen pour cela est un projet spectaculaire"

Le nouveau projet est en cours de réalisation depuis trois ans déjà. "Environ 45 millions de francs suisses sont destinés à la construction de l'avion et 15 millions à son exploitation", a déclaré Piccard, qui aura 70 ans en 2028. Sa femme aurait déclaré à ce sujet qu'il serait alors trop vieux pour inspirer les jeunes. Il répond : "Oui, mais je serai assez vieux pour donner de l'espoir aux personnes âgées."