Des piles à combustion à hydrogène dans les avions ? Pas avant 2020

Plus efficaces énergiquement et moins polluantes que les systèmes actuels, les piles à combustion à hydrogène constituent une technologie prometteuse pour l'aéronautique. Depuis 2013, Zodiac Aerospace dirige le projet européen Hycarus pour développer cette technologie qui, selon Franck Masset, responsable des piles à combustible à Zodiac Aerotechnics, ne sera pas commercialisable avant 2020. Entretien.

6 mn

(Crédits : DR)

Qu'est-ce le projet Hycarus, porté par Zodiac Aerospace ?
Hycarus (HYdrogen Cells for AiRborne Usage) est un projet cofinancé par la FHC JU (Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking) rassemblant une dizaine de partenaires répartis en Europe depuis 2013. L'objectif de ce projet de 10,5 millions d'euros : concevoir et développer un système de pile à combustible à hydrogène conçu spécifiquement pour une application aéronautique ; la réalisation d'essais en vol de ce système pour démontrer sa maturité et sa capacité à répondre aux exigences de certification aéronautique et à être installé dans la cabine d'un avion.

Quel est l'enjeu ?
Il s'agit de disposer de cette technologie dans le panel que nous proposerons à nos clients. Les piles pourront alimenter les systèmes secondaires de faible puissance pour les cuisines, par exemple. Cela pourrait également remplacer les dispositifs d'urgence RAT (éolienne de secours) qui permettent de générer de l'électricité quand les moteurs tombent en panne. On pourrait aussi remplacer les APU (les turbines en queue d'avion). Dans le futur, certaines applications consommatrices d'énergie électrique pourraient être remplacées par des piles à combustible hydrogène.

Les marchés ne sont pas encore assez matures pour les chiffrer de façon robuste. Mais c'est au cœur de nos réflexions car avant d'investir on s'est posé la question de savoir quels revenus cela allait générer dans le futur.

Quel est l'intérêt des piles à combustible à hydrogène ?
Il y en a deux. En terme d'efficacité énergétique, une pile à combustible a un meilleur rendement énergétique que les dispositifs actuels. Du point de vue environnemental, l'APU aujourd'hui consomme du kérosène quand l'avion est au sol en produisant du bruit et des polluants. Une pile à combustible n'aura pas ces inconvénients là.

Sur le plan opérationnel, l'objectif est de concevoir des systèmes de génération électrique plus légers que les systèmes actuels, et donc d'économiser de la masse sur les avions futurs.

Depuis quand Zodiac Aerospace se positionne-t-il sur la pile à combustible hydrogène ?
L'activité pile à combustible hydrogène a plus de 4 ans pour le groupe Zodiac Aerospace qui fait intervenir huit sociétés du groupe. C'est une activité stratégique dans le cadre de l'émergence de l'avion plus électrique. Il y a des consommateurs électriques de plus en plus nombreux avec une consommation de plus en plus importante dans les avions. La pile à combustible est l'une des technologies avec laquelle on pourrait embarquer un moyen de génération électrique à bord d'un avion. Zodiac Aerospace a initié des travaux depuis 4 ans pour se positionner en tant que leader sur cette technologie d'avenir. L'une des premières initiatives a été de se lancer dans le projet Hycarus.

Quelle place occupe Zodiac Aerospace dans la course technologique ?
C'est une technologie très innovante dans le domaine de l'aéronautique car il n'y a actuellement pas d'application en service. D'autres acteurs, clients et concurrents, s'intéressent à cette technologie.

Où en sont les recherches pour le groupe Zodiac Aerospace ?
Il n'y a à l'heure actuelle pas de produit commercial disponible chez nous ou chez nos concurrents. Notre premier objectif est d'atteindre le TRL 6, qui est un niveau de maturité de la technologie. Quand nous l'aurons atteint, nous aurons démontré que la technologie est viable et capable de répondre aux besoins opérationnels et fonctionnels. Nous aurons également démontré la capacité de Zodiac Aerospace à mener le développement de ce type de système innovant.

Les premiers essais et démonstration du système complet (intégrant les fournitures des différents partenaires du projet) auront lieu dans nos laboratoires, courant 2016. Hycarus doit se terminer en fin d'année prochaine. Nous sommes actuellement en phase avec le programme prévu. Des points sont encore sous surveillance mais tout se passe comme prévu.

Quels sont les freins à cette technologie ?
Une des difficultés majeures est l'absence de retour d'expérience pour cette technologie dans le domaine aéronautique. C'est un objet nouveau, il faut tout concevoir puis démontrer que nous répondons aux exigences du secteur. Installer de l'hydrogène dans une cabine d'avion et non en soute serait une première mondiale. Cela amène des exigences supplémentaires en matière de sécurité pour préserver l'avion et le personnel.

À quel horizon, l'hydrogène sera-t-il utilisé dans les avions ?
C'est une question compliquée. Après le TRL6 en 2016, nous chercherons des clients pour un premier développement technologique qui prendra 3 ans au minimum. Pour Zodiac Aerospace, il est peu envisageable qu'une solution commerciale puisse arriver sur le marché avant 2020.
En parallèle, il faut aussi prendre en compte la disponibilité du carburant hydrogène qui aujourd'hui n'est pas présent dans les aéroports. Il faut donc prévoir et accompagner la mise à disposition de l'hydrogène dans les aéroports pour les clients qui décideraient de s'équiper. Toute une logistique doit être mis en œuvre en parallèle pour que le client achète le produit et puisse l'exploiter.

Où en est-on là dessus ?
Le domaine le plus avancé en logistique est celui de l'automobile. Il essaie de faire émerger des débuts de réseau logistique hydrogène. Il faudrait le faire pour l'aéronautique, mais cela est moins avancé du fait de la moindre maturité technologique et de l'intérêt plus récent des industriels du secteur pour cette technologie.

Qui devrait prendre en charge cette mise en œuvre ?
Les clients finaux vont dire que c'est aux développeurs et aux gaziers de faire les investissements. À l'inverse, ceux-ci disent qu'il faut d'abord des commandes avant d'investir. Je pense qu'une approche concertée entre les différents acteurs de la chaine serait pertinente et devra être mise en œuvre pour permettre le déploiement de la technologie.

Cela veut dire que rien n'est en marche actuellement ?
Des réflexions sont en cours en France et en Allemagne, même si elles ne se concrétisent pas par des actions de déploiement et de démonstration d'infrastructures aujourd'hui.

L'Allemagne est-elle en avance sur le développement de l'hydrogène ?
Il y a une approche différente. Leur environnement automobile est plus avancé que les industriels français. Leur forte part d'énergie renouvelable et le désengagement du nucléaire font que l'hydrogène est vu comme un moyen de génération et de stockage de l'énergie. Tout cela fait que l'Allemagne est plus engagée dans la filière hydrogène que la France.

Pour autant, la France ne se désintéresse pas complètement de l'hydrogène. Il y a tout de même des initiatives sur le déploiement de flotte de véhicules. Quelques industriels du domaine aéronautique qui s'intéressent au développement de cette technologie de pile à combustible. Nous regardons cela pour voir comment en tirer des effets de levier et de synergie.

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