Comment décarboner l’aviation sans renoncer à prendre de la hauteur ? L’hydrogène ouvre des perspectives prometteuses, mais impose de repenser en profondeur les avions, leurs moteurs et les infrastructures. Au-delà des défis technologiques, c’est aussi un changement culturel et réglementaire qu’il faut engager.
d’Yves GOURINAT, professeur en mécanique des structures sur le campus Icam de Toulouse, chercheur et ingénieur français, reconnu internationalement pour ses travaux dans les domaines de l’aéronautique, de l’aérospatiale et de la biodynamique.
L’aviation représente 6 % du réchauffement climatique, dont 4 % viennent du CO2 rejeté par le kérosène. Pour cette partie-là, un expert du secteur est catégorique : il faut sortir le carbone de l’équation, et une seule piste coche vraiment cette case sans tricher, l’hydrogène.
Pas les biocarburants, prévient-il : on refait du kérosène articiel, donc on continue d’émettre du CO2, et la biomasse disponible ne suffirait de toute façon pas à couvrir les 600 millions de tonnes consommées chaque année par 3,5 millions de passagers en vol permanent.
Pas l’ammoniac non plus, trop lourd et trop dangereux à manipuler. Reste l’hydrogène, trois fois plus énergétique que le kérosène par kilo, et dont la combustion ne rejette que de la vapeur d’eau. Le problème, c’est le volume. Douze fois moins dense que le kérosène, l’hydrogène liquide (stocké à -253°C) impose des réservoirs énormes. Avec les 200 m3 actuels d’un avion, on ne fait que du court-courrier. Pour du long-courrier, il faudrait dépasser les 1000 m3, donc repenser entièrement la forme de l’appareil, aile volante comprise.
Techniquement, la combustion directe d’hydrogène n’a rien d’un pari fou. General Electric fait tourner un réacteur de 22 tonnes de poussée au banc d’essai depuis plus de dix ans, et Pratt & Whitney Canada teste ses PW100, ceux des ATR 72, depuis un an et demi. Ces moteurs ne sont pourtant certifiés que pour le kérosène. La certification et la réglementation hydrogène devront sans doute se construire en même temps.
Reste l’obstacle le plus tenace, et il n’est pas technique : la peur du changement. L’hydrogène traîne encore l’image du Hindenburg en flammes, alors que l’accident tient très probablement à une balle incendiaire, pas au gaz. Même logique pour les traînées de condensation : voler un peu plus bas et moins vite suffirait à réduire leur impact, mais personne ne veut perdre huit minutes sur un Paris-Toulouse, même si ce temps se perd de toute façon à l’embarquement.
Pour les jeunes ingénieurs, ce chantier redessine aussi les métiers. Les frontières entre technologies utilisées entre les domaines aéronautique, spatial et transport terrestre s’effacent peu à peu. Toulouse, avec Supaéro et l’ENAC côte à côte, illustre ce besoin de faire travailler ensemble des mondes qui s’ignoraient jusque-là.
L’hydrogène ne sera pas la seule réponse à la décarbonation de l’aviation, mais il en sera une, aux côtés de l’avion électrique. Le vrai frein reste le blocage politique et humain, qui repousse sans cesse les échéances. Sur ce point, l’expert veut rester optimiste : la nouvelle génération d’ingénieurs, elle, a envie de sauter le pas.
Présentation du démonstrateur basé sur un A380 et du projet de combustion directe de l’hydrogène
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