Malgré le retard de l’entrée du service jusqu’à 10 ans, Airbus est toujours en avance avec son programme d’avions Hydrogène Zeroe et a modifié la conception d’un avion de ligne conceptuel à pile à combustible qui pourrait transporter jusqu’à 100 passagers sur des itinéraires allant jusqu’à 1000 nm (1850 km).
Des améliorations planifiées de la densité de puissance et de l’efficacité de son système de propulsion de pile à combustible hydrogène dérivée des tests en cours permettra à la conception d’utiliser quatre unités de 2,5 MW plutôt que les six moteurs de 1,25 MW observés sur les itérations antérieures.
Dévoilant la configuration révisée lors de l’événement Airbus Summit à Toulouse le 25 mars, Glenn Llewellyn, vice-président pour les avions à émission zéro, a déclaré: « Aujourd’hui, nous réaffirmons notre conviction que l’hydrogène peut et volera. »
Des doutes sur l’engagement du porte-avion à poursuivre la propulsion de l’hydrogène ont émergé le mois dernier après avoir révélé un délai au calendrier zéroe de cinq à 10 ans – et une baisse de 25% du financement annuel.
Il a blâmé la faiblesse de la préparation à la technologie et la lenteur des progrès réalisés dans le développement d’un cadre réglementaire et d’une infrastructure de production et de distribution d’hydrogène.
S’exprimant lors du sommet, le directeur général d’Airbus, Guillaume Faury, a déclaré que le lancement d’un programme trop tôt a couru le risque de développer une «sorte de« concorde d’hydrogène », où nous aurions une solution mais qui ne serait pas commercialement viable à grande échelle.»
Initialement révélé en 2020, le 100 places était l’un des trois avions conceptuels à hydrogène – y compris également les conceptions de combustion hydrogène – établies dans le cadre du programme Zeroe. L’entrée du service était provisoirement prévue pour le milieu des années 2030.
Mais depuis ce point, «nous avons continué à faire avancer nos recherches», explique Llewellyn.
Dans le cadre de cet effort, Airbus a développé un groupe motopropulseur de 1,2 MW de pile à combustible qui fonctionnera sur l’hydrogène liquide.
Des tests au sol ont eu lieu dans son installation d’Ottobrunn près de Munich depuis 2023, le groupe motopropulseur a pris sa production complète de 1,2 MW à la fin de cette année.
Le test du système complet s’est poursuivi tout au long de 2024 et est toujours en cours, explique Hauke-Peer Luedders, responsable du développement du moteur. «Nous avons créé une énorme quantité d’apprentissage», dit-il.
Par conséquent, Airbus a pu repenser le moteur, réduisant le poids et le volume de 15%. La simplification de l’architecture, notamment la réduction du nombre de composants de 50%, a également apporté «une amélioration significative de la fiabilité opérationnelle sans compromettre la sécurité».
Par exemple, chaque moteur incorporera désormais deux moteurs électriques de 1MW plutôt que quatre unités moins puissantes sur la version actuellement sur le stand de test à Ottobrunn.
De plus, le moteur dispose d’un système de gestion thermique révisé à l’aide d’une paire de grandes apports d’air latéral plutôt que de deux entrées latérales et d’une cuillère sur le dessous de la nacelle.
Luedders dit que cela a permis une construction interne plus légère et simplifiée et permet également à l’unité de profiter du débit d’air de l’hélice lorsque l’avion est stationnaire mais avec les piles à combustible.
Airbus fonctionne également sur la façon d’atténuer la production de traits à partir de l’eau générée par les piles à combustible. Cependant, Luedders refuse de révéler des détails, citant la confidentialité pré-patient.
Airbus a développé les piles à combustible elles-mêmes par le biais de sa coentreprise Aerostack avec Elringklinger spécialiste de l’automobile. La pile 1MW résultante, utilisant des membranes d’échange de protons à basse température, est le premier système de ce type au monde à avoir suivi les «exigences d’aviation» dès le début, affirme Luedders.
«Nous commençons maintenant le voyage vers une amélioration significative des performances et réduisons le poids au (niveau de production)», dit-il.
Airbus avait eu l’intention de tester les vols du système de propulsion des piles à combustible à bord d’un banc d’essai A380 plus tard cette décennie, mais ce plan a été mis de côté dans le cadre du retard du programme plus large.
Cependant, à la fin de l’année dernière, avant le changement de cours, le groupe motopropulseur destiné à l’essai en vol a franchi le jalon de l’examen de conception critique (CDR), explique Luedders.
En concluant le processus CDR, l’équipe du moteur a fourni à l’équipe du moteur «des apprentissages importants sur la façon de vraiment concevoir quelque chose aérodynamique et digne de vol», dit-il.
Le groupe motopropulseur précédemment destiné à l’essai en vol est actuellement en cours de construction et sera désormais assemblé à Ottobrunn et a utilisé un actif de test au sol et finalement fonctionner sur l’hydrogène liquide à partir d’un réservoir inoxydable sur mesure fourni par un partenaire externe.
La mise en service de ce système de «nouvelle génération» devrait commencer en 2026, ajoute-t-il, conduisant à ce que Llewellyn décrit comme «test du système complet de bout en bout» l’année suivante.
Un réservoir de carburant séparé et son système de contrôle associé, capable de contenir 100 kg d’hydrogène liquide, sont également en cours de construction sur des sites Airbus à Nantes, en France et Brême, en Allemagne.
Les tests du réservoir de carburant se déroulent plus tard vers la fin de cette année à l’Air Liquide Advanced Technologies Facility à Grenoble dans l’est de la France.
Andy Reynolds, tête du stockage et de la distribution d’hydrogène, dit que l’avion de concept Zeroe à 100 places utiliserait deux réservoirs, chacun contenant environ 750 kg d’hydrogène liquide.
Llewellyn affirme qu’Airbus utilisera le retard de Zeroe pour «améliorer davantage les performances de la technologie d’hydrogène sur laquelle nous travaillons», incorporant potentiellement de nouvelles technologies, comme une supraconductivité cryogénique, qui sont à un stade préalable de développement.
Bien qu’Airbus «collera dans les 100-200 places (taille)» pour le concept «nous travaillons toujours sur la mesure où nous pourrions pousser la technologie», ajoute-t-il.
Si un avion de plus grande capacité ou de plus longue gamme devient la cible, Llewellyn dit que l’architecture de propulsion « devrait être différente », incorporant des caractéristiques comme un moteur électrique refroidi par cryogénie: « Ce type de technologies devrait être mis à l’échelle (l’avion) de manière significative. »
Une autre conséquence des modifications de la portée de Zeroe est la décision de «concentrer nos efforts sur un système de propulsion à piles à carburant», explique Llewellyn, abandonnant la considération d’un moteur à combustion d’hydrogène. Seul le groupe motopropulseur à piles à carburant offre le potentiel d’un avion «proche de l’émission zéro», note-t-il.
Faury insiste sur le fait qu’Airbus ne se détache pas de l’hydrogène: «Nous sommes absolument convaincus que c’est une énergie pour l’avenir», dit-il, mais «il y a plus de travail à faire».
