Airbus commencera plus tard cette année l’assemblage du premier groupe motopropulseur à pile à combustible représentatif du vol qu’il développe dans le cadre de son initiative ZEROe, avant les essais au sol en 2024.
Une deuxième version du même moteur sera ultérieurement installée sur le banc d’essai en vol A380 de l’avionneur en vue des essais en vol qui débuteront en 2026.
Il s’agit d’une avancée remarquable pour le projet – la première fois qu’Airbus développe son propre moteur – depuis sa divulgation fin 2022.
Dans le cadre du programme ZEROe, Airbus entend mettre en service un avion propulsé à l’hydrogène au milieu des années 2030.
Airbus a récemment annoncé avoir fait fonctionner une version expérimentale du groupe motopropulseur, ce qu’il appelle le « module de fer », à sa pleine puissance de 1,2 MW lors d’essais en novembre 2023 sur son site d’Ottobrunn, près de Munich, dans le sud de l’Allemagne.
Pour la première fois, cela incluait des moteurs électriques et des boîtes de vitesses avec une charge électromécanique remplaçant une hélice.
Depuis lors, le système complet a accumulé des centaines d’heures de tests, y compris des cycles de vol simulés, explique Glenn Llewellyn, vice-président des avions ZEROe chez Airbus. Au total, 45 tests ont été réalisés sur une période de 15 jours.
Llewellyn affirme que la grande quantité de données accumulées jusqu’à présent au cours des évaluations « nous donne beaucoup de confiance dans le système lui-même », le décrivant comme « le tout premier moteur construit par Airbus ».
« Il s’agit essentiellement d’un avion entièrement électrique, son impact sur le climat peut donc être quasiment nul.
« C’est très excitant pour nous – pour Airbus et pour les équipes impliquées – et cela nous a donné un énorme regain de confiance et d’énergie pour franchir la prochaine phase d’activité. »
Même si les tests du « module de fer » se poursuivront tout au long de 2024, les travaux de conception visant à optimiser le système pour le vol « battent leur plein en ce moment », dit-il.
La construction du premier moteur à tester débutera « vers la fin de cette année » à Toulouse, ajoute Llewellyn, et sera suivie d’un deuxième exemplaire pour les essais en vol.
« Ce sur quoi nous nous concentrons vraiment, c’est d’utiliser les enseignements que nous tirons des essais au sol à Munich pour alimenter le démonstrateur d’essais en vol et construire un (moteur) encore meilleur. »
Le système est refroidi à l’aide d’échangeurs d’air ambiant et de chaleur, qui font circuler le liquide de refroidissement dans tout le moteur. Bien que cela repose généralement sur la rotation des hélices pour pousser l’air dans une entrée située à l’avant du moteur, des ventilateurs sont également installés pour permettre le fonctionnement des piles à combustible de manière isolée.
D’une puissance de 1,2 MW, le moteur est dimensionné pour un avion capable de transporter 100 passagers sur des routes de 1 000 nm (1 850 km) en utilisant une configuration à six moteurs. Si une conception à quatre moteurs est préférée, un système de 2 MW serait alors nécessaire.
Airbus estime qu’il faudrait environ 8 MW au total pour propulser un avion équivalent à un turbopropulseur de la génération actuelle.
Aucune décision n’a été prise sur la configuration finale de l’avion, mais Llewellyn affirme que la croissance du système est « quelque chose que nous explorons dans le cadre des activités que nous menons ».
En outre, le constructeur continue d’évaluer s’il commercialiserait le système en tant que groupe motopropulseur d’Airbus, un renversement de sa relation actuelle avec les principaux fournisseurs de propulsion.
«En tant qu’Airbus, nous construisons certainement la capacité d’intégrer ce système de propulsion et de pouvoir tester ce système de propulsion nous-mêmes.
« Nous n’avons pris aucune décision quant au programme de partenariat que nous pourrions finalement mettre en place pour la commercialisation, mais nous effectuons certainement tout ce travail d’intégration nous-mêmes avec de nombreux partenaires », déclare Llewellyn.
Aerostack, une joint-venture entre Airbus et ElringKlinger, a fourni les piles à combustible du système de propulsion, tandis que les moteurs électriques ont été développés par Nidec Leroy-Somer. Les autres partenaires du programme incluent Magna, Airbus Helicopters, Diehl Aviation et Liebherr Toulouse.
Par ailleurs, Airbus UpNext, la branche innovation du constructeur, a évalué le potentiel de supraconductivité cryogénique à bord des futurs avions à travers son projet ASCEND. Cela a culminé en novembre dernier avec le test réussi d’un groupe motopropulseur de 500 kW, composé d’une bande supraconductrice, d’une unité de commande de moteur cryogénique et d’un système de refroidissement, ainsi que d’un moteur supraconducteur.
Un groupe motopropulseur supraconducteur, qui élimine pratiquement toute résistance, pourrait réduire la tension requise pour un avion électrique, éliminant ainsi pratiquement les pertes tout en réduisant le poids et la taille du système global.
Bien qu’un tel système ne soit pas envisagé pour le programme d’essais en vol actuel de ZEROe, Llewellyn considère la technologie comme « très intéressante » car elle permet des niveaux de puissance plus élevés à bord de l’avion.
« Cela pourrait permettre la création d’un avion électrique de 200 places, et c’est bien sûr un gros problème si ce type de technologie peut être développé. »
Des considérations similaires concernant les difficultés présentées par les hautes tensions ont incité Airbus à utiliser une boîte de vitesses dans le groupe motopropulseur plutôt qu’un moteur à entraînement direct, explique Llewellyn.
« Notre choix pour l’instant est donc d’éviter certains des défis associés au couplage électrique et d’opter pour un couplage mécanique dans la boîte de vitesses. »
Parallèlement, Airbus a annoncé en septembre dernier qu’il investissait dans la start-up d’hydrogène ZeroAvia et qu’il chercherait également à collaborer avec le développeur de groupes motopropulseurs, qui utilise déjà un système de 600 kW.
Les discussions entre les deux hommes ont progressé depuis, dit Llewellyn, bien qu’il refuse de donner plus de détails sur leur contenu.
