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Les gens sont continuellement intéressés à faire du vol une activité plus respectueuse de l’environnement. Ce n’est pas actuellement parmi les options « plus vertes » en raison des émissions élevées de carbone qui y sont associées. Cependant, cela pourrait changer si les compagnies aériennes optaient pour des avions fonctionnant à l’hydrogène.
Ce n’est pas encore une option répandue. Cependant, une étude récente indique que les avions à hydrogène pourrait représenter un tiers du trafic aérien de passagers d’ici 2050. Examinons la technologie nécessaire au fonctionnement de ces avions.
Un moteur modifié ou une pile à combustible
Les moteurs d’avions d’aujourd’hui ne peuvent pas utiliser d’hydrogène sans que des personnes n’apportent d’abord quelques modifications. L’option la plus simple consiste à adapter le moteur existant à la compatibilité avec l’hydrogène. Mike McCurdy, directeur général de la société de conseil en aviation ICF, a confirmé l’avoir fait permettrait de brûler de l’hydrogène comme le carburant à base de pétrole pour propulser l’avion.
L’autre option consiste à charger de l’hydrogène dans l’avion et à le faire passer dans une pile à combustible pour provoquer une réaction chimique. Cela crée l’électricité nécessaire pour alimenter l’engin. En 2020, une startup appelée Universal Hydrogen annoncé son intention d’adopter cette approche avec des avions régionaux. Il a des modules d’environ 7 pieds de long et 3 pieds de diamètre. Ils transportent l’hydrogène sous forme de gaz comprimé ou de liquide.
Une pile à combustible est similaire à une batterie et a une anode et une cathode. L’hydrogène entre dans la cellule via l’anode. Les atomes d’hydrogène réagissent alors avec un catalyseur, se divisant en électrons et protons. L’oxygène de l’air ambiant arrive de l’autre côté de la pile à combustible et à travers la cathode.
Les protons chargés positivement traversent ensuite une membrane électrolytique. Les électrons chargés négativement sortent de la cellule et génèrent de l’électricité pour le système de propulsion électrique ou hybride d’un avion. Les protons et l’oxygène se combinent dans la cathode, produisant de l’eau.
Une conception différente pour accueillir le réservoir d’hydrogène
Les avions ont actuellement des réservoirs de kérosène dans leurs ailes. Cependant, les avions à hydrogène auront besoin d’une option différente.
Barnaby Law est un expert en pile à combustible d’avion chez MTU Aero Engines. Il a dit : « Il doit y avoir un compromis quelque part si tu veux des avions propulsés à l’hydrogène. C’est parce que le volume de l’hydrogène est quatre fois celui du kérosène avec le même contenu énergétique. En plus d’être plus grands, les réservoirs d’hydrogène doivent également avoir des formes sphériques ou cylindriques pour tolérer les pressions plus élevées que le kérosène.
Law a commenté: “Si vous ne voulez pas monter le réservoir à l’extérieur de l’avion – ce n’est pas conseillé, car cela aurait un impact majeur sur l’aérodynamique – le fuselage est votre seule option.” Si les avions à hydrogène transportent un jour un nombre de passagers similaire à ceux utilisant du gaz, ils doivent soit avoir un fuselage de diamètre plus large, soit une longueur totale plus longue.
autres considérations
Les statistiques montrent une plus de 50% de baisse par passager émissions des avions depuis 1990. Ces progrès n’ont pas empêché les compagnies aériennes d’étudier les options d’hydrogène pour réaliser de nouveaux gains. Ces avions auront également besoin de moteurs électriques pour faire tourner leurs hélices.
Certaines entreprises étudient également des systèmes de propulsion électrique qui permettraient le décollage et l’atterrissage verticaux électriques (eVTOL) pour les avions à hydrogène. HyPoint a la technologie eVTOL que les tests ont indiqué pourrait fournir jusqu’à 2 000 watts par kilogramme de puissance spécifique.
Si cela se vérifie dans les applications du monde réel, ce serait plus de trois fois le rapport puissance/poids des systèmes conventionnels de piles à combustible à hydrogène refroidies par liquide. Des travaux sont en cours pour fabriquer le premier hélicoptère au monde propulsé à l’hydrogène.
Cependant, eVTOL n’est pas seulement une option pour les hélicoptères. Une société appelée Lilium utilise la technologie sur un jet commercial. Il prévoit de commencer les vols de passagers en 2024. Si cela réussit, nous pourrions voir les aéroports s’adapter à la nouvelle technologie en repensant l’espace actuel des pistes. Ces installations devront également apporter des modifications aux infrastructures liées au ravitaillement des avions en hydrogène.
Les clients voudront-ils voyager dans des avions à hydrogène ?
Il est encore trop tôt pour dire si les gens se sentiront prêts à voyager dans des avions à hydrogène. De nombreuses options testées ou en développement ne peuvent réaliser que des vols relativement courts, ce qui pourrait limiter une adoption précoce.
De plus, voler dans un avion à hydrogène n’est pas le seul moyen de choisir une forme de voyage plus verte. Un avion a réduit ses émissions de 7 % lorsqu’il est parti de Californie en Australie en utilisant 10% d’huile de graines de moutarde et 90% de carburéacteur standard.
Une étude a également suggéré que les gens pourraient payez de 10% à 50% de plus par billet pour un vol à hydrogène, en fonction de sa durée. Beaucoup de gens considèrent déjà que les voyages en avion sont assez chers.
Un avenir fascinant pour le vol à hydrogène
Cela pourrait prendre des décennies pour que les avions à hydrogène deviennent courants. Néanmoins, c’est un bon signe que les gens travaillent sur des options de haute technologie pour réduire les émissions des avions. Au fur et à mesure qu’ils font plus de découvertes et apprennent ce qui est le mieux, ces progrès sont de bon augure pour les vols à hydrogène et tous les autres types.
Biographie de l’auteur : Jane travaille comme rédactrice sur l’environnement et l’énergie. Elle est également fondatrice et rédactrice en chef de
Les gens sont continuellement intéressés à faire du vol une activité plus respectueuse de l’environnement. Ce n’est pas actuellement parmi les options « plus vertes » en raison des émissions élevées de carbone qui y sont associées. Cependant, cela pourrait changer si les compagnies aériennes optaient pour des avions fonctionnant à l’hydrogène.
Ce n’est pas encore une option répandue. Cependant, une étude récente indique que les avions à hydrogène pourrait représenter un tiers du trafic aérien de passagers d’ici 2050. Examinons la technologie nécessaire au fonctionnement de ces avions.
Un moteur modifié ou une pile à combustible
Les moteurs d’avions d’aujourd’hui ne peuvent pas utiliser d’hydrogène sans que des personnes n’apportent d’abord quelques modifications. L’option la plus simple consiste à adapter le moteur existant à la compatibilité avec l’hydrogène. Mike McCurdy, directeur général de la société de conseil en aviation ICF, a confirmé l’avoir fait permettrait de brûler de l’hydrogène comme le carburant à base de pétrole pour propulser l’avion.
L’autre option consiste à charger de l’hydrogène dans l’avion et à le faire passer dans une pile à combustible pour provoquer une réaction chimique. Cela crée l’électricité nécessaire pour alimenter l’engin. En 2020, une startup appelée Universal Hydrogen annoncé son intention d’adopter cette approche avec des avions régionaux. Il a des modules d’environ 7 pieds de long et 3 pieds de diamètre. Ils transportent l’hydrogène sous forme de gaz comprimé ou de liquide.
Une pile à combustible est similaire à une batterie et a une anode et une cathode. L’hydrogène entre dans la cellule via l’anode. Les atomes d’hydrogène réagissent alors avec un catalyseur, se divisant en électrons et protons. L’oxygène de l’air ambiant arrive de l’autre côté de la pile à combustible et à travers la cathode.
Les protons chargés positivement traversent ensuite une membrane électrolytique. Les électrons chargés négativement sortent de la cellule et génèrent de l’électricité pour le système de propulsion électrique ou hybride d’un avion. Les protons et l’oxygène se combinent dans la cathode, produisant de l’eau.
Une conception différente pour accueillir le réservoir d’hydrogène
Les avions ont actuellement des réservoirs de kérosène dans leurs ailes. Cependant, les avions à hydrogène auront besoin d’une option différente.
Barnaby Law est un expert en pile à combustible d’avion chez MTU Aero Engines. Il a dit : « Il doit y avoir un compromis quelque part si tu veux des avions propulsés à l’hydrogène. C’est parce que le volume de l’hydrogène est quatre fois celui du kérosène avec le même contenu énergétique. En plus d’être plus grands, les réservoirs d’hydrogène doivent également avoir des formes sphériques ou cylindriques pour tolérer les pressions plus élevées que le kérosène.
Law a commenté: “Si vous ne voulez pas monter le réservoir à l’extérieur de l’avion – ce n’est pas conseillé, car cela aurait un impact majeur sur l’aérodynamique – le fuselage est votre seule option.” Si les avions à hydrogène transportent un jour un nombre de passagers similaire à ceux utilisant du gaz, ils doivent soit avoir un fuselage de diamètre plus large, soit une longueur totale plus longue.
autres considérations
Les statistiques montrent une plus de 50% de baisse par passager émissions des avions depuis 1990. Ces progrès n’ont pas empêché les compagnies aériennes d’étudier les options d’hydrogène pour réaliser de nouveaux gains. Ces avions auront également besoin de moteurs électriques pour faire tourner leurs hélices.
Certaines entreprises étudient également des systèmes de propulsion électrique qui permettraient le décollage et l’atterrissage verticaux électriques (eVTOL) pour les avions à hydrogène. HyPoint a la technologie eVTOL que les tests ont indiqué pourrait fournir jusqu’à 2 000 watts par kilogramme de puissance spécifique.
Si cela se vérifie dans les applications du monde réel, ce serait plus de trois fois le rapport puissance/poids des systèmes conventionnels de piles à combustible à hydrogène refroidies par liquide. Des travaux sont en cours pour fabriquer le premier hélicoptère au monde propulsé à l’hydrogène.
Cependant, eVTOL n’est pas seulement une option pour les hélicoptères. Une société appelée Lilium utilise la technologie sur un jet commercial. Il prévoit de commencer les vols de passagers en 2024. Si cela réussit, nous pourrions voir les aéroports s’adapter à la nouvelle technologie en repensant l’espace actuel des pistes. Ces installations devront également apporter des modifications aux infrastructures liées au ravitaillement des avions en hydrogène.
Les clients voudront-ils voyager dans des avions à hydrogène ?
Il est encore trop tôt pour dire si les gens se sentiront prêts à voyager dans des avions à hydrogène. De nombreuses options testées ou en développement ne peuvent réaliser que des vols relativement courts, ce qui pourrait limiter une adoption précoce.
De plus, voler dans un avion à hydrogène n’est pas le seul moyen de choisir une forme de voyage plus verte. Un avion a réduit ses émissions de 7 % lorsqu’il est parti de Californie en Australie en utilisant 10% d’huile de graines de moutarde et 90% de carburéacteur standard.
Une étude a également suggéré que les gens pourraient payez de 10% à 50% de plus par billet pour un vol à hydrogène, en fonction de sa durée. Beaucoup de gens considèrent déjà que les voyages en avion sont assez chers.
Un avenir fascinant pour le vol à hydrogène
Cela pourrait prendre des décennies pour que les avions à hydrogène deviennent courants. Néanmoins, c’est un bon signe que les gens travaillent sur des options de haute technologie pour réduire les émissions des avions. Au fur et à mesure qu’ils font plus de découvertes et apprennent ce qui est le mieux, ces progrès sont de bon augure pour les vols à hydrogène et tous les autres types.
Biographie de l’auteur : Jane travaille comme rédactrice sur l’environnement et l’énergie. Elle est également fondatrice et rédactrice en chef de
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