Airbus a multiplié les annonces au premier jour de son sommet sur la décarbonation de l’aviation, dévoilant un nouveau moteur à hydrogène et une collaboration avec ArianeGroup sur l’hydrogène liquide, un projet de collaboration sur le moteur hybride-électrique, un accord avec Neste sur le carburant durable (SAF) – et un accord R&D avec Renault sur les batteries.

Lors du Airbus Summit qui se déroule du 30 novembre au 1er décembre, l’avionneur européen a révélé qu’il développait un turbopropulseur à pile à combustible, alimenté à l’hydrogène, « l’une des solutions potentielles pour équiper ses avions zéro émission qui entreront en service d’ici 2035 ». Airbus commencera les essais au sol et en vol de cette architecture de moteur à pile à combustible à bord de son avion de démonstration ZEROe « vers le milieu de la décennie », en l’occurrence l’A380 d’essais en vol MSN1 (actuellement en cours de modification pour embarquer des réservoirs d’hydrogène liquide et leurs systèmes de distribution associés).

« Les piles à combustible sont une solution potentielle pour nous aider à atteindre notre ambition zéro émission, et nous nous concentrons sur le développement et le test de cette technologie pour comprendre si elle est faisable et viable pour une entrée en service en 2035 d’un avion zéro émission », a déclaré dans un communiqué Glenn Llewellyn, vice-président des avions à émission zéro, Airbus. « À grande échelle, et si les objectifs technologiques étaient atteints, les moteurs à pile à combustible pourraient être capables d’alimenter une centaine d’avions de passagers avec une autonomie d’environ 1000 milles marins. En continuant à investir dans cette technologie, nous nous donnons des options supplémentaires qui éclaireront nos décisions sur l’architecture de notre futur avion ZEROe, dont nous comptons lancer le développement à l’horizon 2027-2028 ».

Airbus Summit : hydrogène, hybride, SAF - et batteries avec Renault 1 Air Journal

@Airbus

Airbus et ArianeGroup (sa coentreprise avec Safran), leader mondial des technologies de propulsion spatiale, vont par ailleurs construire ensemble la première installation de ravitaillement en hydrogène liquide pour les avions ZEROe à l’aéroport de Toulouse-Blagnac. La station sera opérationnelle en 2025. ArianeGroup concevra, produira et soutiendra les opérations du système de ravitaillement en hydrogène liquide nécessaire au démonstrateur ZEROe d’Airbus alors qu’il entame sa campagne d’essais au sol et en vol – qui doit commencer au milieu de cette décennie.

« Nous avoir choisi comme partenaire d’Airbus est un vote de confiance, reconnaissant un demi-siècle d’expertise dans l’hydrogène liquide pour la propulsion des fusées Ariane », a déclaré André-Hubert Roussel, PDG d’ArianeGroup. « Nous sommes fiers de travailler avec Airbus sur ces premiers pas vers des avions à hydrogène liquide. L’aéronautique et l’espace sont deux industries pionnières. Unir nos expertises est notre responsabilité pour relever les défis de demain. ArianeGroup, avec ses compétences et son savoir-faire uniques dans le stockage, le test et l’utilisation de l’hydrogène liquide, permet à de nouvelles filières industrielles en Europe d’accélérer leur transition énergétique ».

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©Airbus

Avant même le début de ce Airbus Summit, l’avionneur avait dévoilé le projet SWITCH, un « consortium collaboratif » d’entreprises de technologie aérospatiale pour développer une technologie de turbosoufflante hybride électrique améliorée par l’eau pour les futurs systèmes de propulsion d’avions, soutenu par l’entreprise commune de l’Union européenne Aviation propre. MTU Aero Engines AG, Pratt & Whitney, Collins Aerospace GKN Aerospace, Airbus « et d’autres » visent à démontrer le potentiel de ces technologies pour améliorer l’efficacité énergétique et « réduire les émissions de CO2 jusqu’à 25% par rapport à l’état actuel » pour les avions à courte et moyenne portée. Coordonné par MTU, ce projet SWITCH (Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-Electrics) se concentre sur le développement d’un nouveau concept de propulsion construit à partir de deux technologies révolutionnaires et synergiques : le Water Enhanced Turbofan (WET) et la propulsion hybride-électrique. En combinant ces technologies avec l’architecture du moteur GTF de Pratt & Whitney, le concept vise à « améliorer considérablement l’efficacité et à réduire considérablement les émissions sur l’ensemble de l’enveloppe de fonctionnement d’un avion ». Les technologies développées seront entièrement compatibles avec des carburants alternatifs plus propres tels que le SAF, « et seront évaluées pour une utilisation future avec de l’hydrogène ».

Le groupe motopropulseur hybride-électrique GTF « permettra une efficacité encore plus grande dans toutes les phases de vol en tirant parti des générateurs de moteurs électriques de classe mégawatt, de l’électronique de puissance et des batteries très efficaces pour optimiser les performances de la turbine à gaz à combustion. Le concept WET récupère la vapeur d’eau de l’échappement du moteur et la réinjecte dans la chambre de combustion pour améliorer considérablement le rendement énergétique, réduire les émissions de NOx et réduire les émissions de formation de traînée. Ces technologies révolutionnaires sont conçues pour fonctionner ensemble afin de réduire radicalement les émissions et la consommation d’énergie sur l’ensemble du système d’exploitation, tout en maintenant une fiabilité et une opérabilité de classe mondiale ».

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©MTU Aero Engines

En attendant le développement de ces nouvelles propulsions, Airbus et Neste, l’un des principaux producteurs mondiaux de carburants renouvelables, ont signé un protocole d’accord « pour faire progresser conjointement la production et l’utilisation du carburant d’aviation durable (SAF) ». Le SAF est pour les deux partenaires « une solution clé pour aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre des voyages en avion ». Cette collaboration vise à accélérer la transition du secteur aéronautique vers les SAF.

Un des plus grands défis pour accélérer l’utilisation des SAF est la montée en puissance de leur production : cette collaboration jette les bases pour qu’Airbus et Neste stimulent le développement de SAF dans l’industrie aéronautique mondiale. Il permettra aux partenaires « d’explorer ensemble des opportunités commerciales et de promouvoir conjointement la production et l’utilisation » de carburant d’aviation durable. L’accent sera mis sur le développement technique du SAF, l’approbation du carburant et les tests des technologies de production actuelles et futures, et l’étude de la manière dont l’utilisation « 100 % SAF » peut être activée.

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©Neste

On retiendra enfin l’accord de recherche et développement entre Airbus et le Groupe Renault, afin de « renforcer les transversalités et les synergies » pour accélérer les feuilles de route d’électrification des deux entreprises, en améliorant leur gamme de produits respective. Les équipes d’ingénierie des nouveaux partenaires vont « unir leurs forces » pour faire mûrir les technologies liées au stockage de l’énergie, l’un des principaux freins au développement des véhicules électriques à longue autonomie. L’accord de coopération portera notamment sur les briques technologiques liées à l’optimisation de la gestion de l’énergie et à l’amélioration du poids des batteries, et cherchera les meilleures voies pour passer des chimies cellulaires actuelles (lithium-ion avancé) à toutes les conceptions à l’état solide qui pourraient doubler la densité d’énergie des batteries à l’horizon 2030. Le travail commun étudiera également le cycle de vie complet des futures batteries, de la production à la recyclabilité, « afin de préparer l’industrialisation de ces futures conceptions de batteries tout en évaluant leur empreinte carbone sur l’ensemble de leur cycle de vie ».

« Pour la première fois, deux leaders européens de secteurs différents partagent leurs connaissances en ingénierie pour façonner l’avenir des avions hybrides électriques », a déclaré Gilles Le Borgne, Directeur Général Ingénierie, Groupe Renault. « L’aviation est un domaine extrêmement exigeant en termes de sécurité et de consommation d’énergie, tout comme l’industrie automobile. Au sein du Groupe Renault, nos 10 ans d’expérience dans la chaîne de valeur du véhicule électrique nous permettent d’avoir un retour d’expérience parmi les plus forts du terrain et une expertise dans la performance des systèmes de gestion de batterie. Animées par la même ambition d’innover et de réduire l’empreinte carbone, nos équipes d’ingénierie échangent avec celles d’Airbus pour faire converger des technologies transversales qui permettront à la fois d’exploiter les avions hybrides et de développer les véhicules de demain ».

 

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©Hervé Gousset / Airbus