Avion à hydrogène : où en est-on ?

Comment fonctionne un avion à hydrogène ?

Comment décarboner le transport aérien dans les années qui viennent ? C’est l’un des enjeux majeurs qui animent, aujourd’hui, le secteur aéronautique. L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) a d’ailleurs fixé un objectif de zéro émission nette de CO2 en 2050. Et pour réussir leur transition énergétique, certains constructeurs aéronautiques, comme Airbus, parient sur l’hydrogène.

La molécule, déjà utilisée pour propulser les fusées Ariane, a un atout majeur : les véhicules qui l’utilisent ne rejettent pas de CO2. Pour ce faire, deux technologies principales sont utilisées : le moteur à hydrogène et la pile à combustible.

Le premier reprend le principe de la combustion présent dans le moteur thermique – son architecture est d’ailleurs similaire à ce dernier. Son principe est simple : l’hydrogène, mélangé avec de l’air dans une chambre à combustion, est enflammé afin de créer une explosion et, donc de l’énergie.

Deuxième solution : la pile à combustible. Une réaction électrochimique lui permet de convertir l’hydrogène et l’oxygène en électricité et en eau. L’électricité ainsi obtenue va ensuite permettre d’alimenter un moteur électrique.

Avion hydrogène : l’heure des expérimentations

L’heure est aujourd’hui aux prototypes et aux expérimentations pour les professionnels de l’aviation. L’hydrogène pour faire voler, demain, des avions ? Plusieurs startups comme l’anglo-américaine ZeroAvia se sont lancées depuis plusieurs années dans cet ambitieux projet. Mais l’impulsion principale a été donné par Airbus, qui s’est engagé résolument dans la bataille en 2020 : le géant européen a alors annoncé qu’il allait proposer un avion de série volant à l’hydrogène à l’horizon 2035. Ce projet, nommé ZEROe, a incité entreprises et investisseurs à s’intéresser de plus près aux promesses de l’hydrogène dans le secteur aérien.

Pour l’heure, l’entreprise aéronautique mène des travaux de recherche tant dans le secteur de la pile à combustible que du moteur à combustion d’hydrogène. Un premier vol du Blue Condor, un démonstrateur avec ce type de moteur, a eu lieu fin 2023. De son côté, ZeroAvia a fait décoller en 2023 le plus gros avion à hydrogène au monde, un appareil de 19 places qui a effectué un vol de dix minutes. L’entreprise espère pouvoir réaliser ses premiers vols commerciaux dès 2025. Elle devra pour cela obtenir la certification de l’Agence européenne de sécurité aérienne (AESA) – aucun avion à hydrogène n’a pour l’instant reçu l’autorisation d’effectuer des vols commerciaux.

Avions à hydrogène : encore de nombreux défis à relever

Les avions à hydrogène vont-ils envahir le ciel dans les années qui viennent ? Si de nombreuses recherches sont en cours, la question fait aujourd’hui débat. Plusieurs acteurs de l’aéronautique se montrent d’ailleurs très prudents face à cette hypothèse. C’est le cas de Boeing dont le responsable du développement durable a estimé en 2023 dans le magazine Fortune, qu’il serait difficile de faire décoller des avions à l’hydrogène avant 2050.

Pourquoi ces doutes, malgré les promesses enthousiastes des défenseurs de l’hydrogène ? Tout d’abord parce qu’il y a beaucoup d’obstacles pour construire une nouvelle filière. Les moteurs des avions vont devoir évoluer – tout comme les avions dans leur ensemble. Il en va de même des infrastructures aéroportuaires. Les pilotes devront de leur côté être formés. Les défis à relever d’ici 2050 sont donc nombreux.

Un autre obstacle, d’ordre technique, est également identifié : l’hydrogène est un carburant qui prend beaucoup plus de place que le kérozène. Il ne pourra donc être adapté qu’aux vols courts et moyens courriers, et non aux longs courriers.

Enfin, un dernier défi doit être relevé : la durabilité du carburant lui-même, indispensable pour décarboner le transport aérien. L’hydrogène est en effet aujourd’hui produit majoritairement grâce à des énergies fossiles. C'est la raison pour laquelle des plans massifs ont été engagés par les pouvoirs publics pour produire de l'hydrogène vert à partir d'énergies renouvelables. En France, 9 milliards d'euros vont ainsi être investis d'ici 2030 pour créer une filière d'hydrogène renouvelable et bas carbone.