« C’est la fin du kérosène » : les États-Unis lèvent enfin les trois verrous des avions à hydrogène

Les avancées technologiques récentes en matière d’aviation pourraient bien changer la donne pour l’industrie aéronautique. Un groupe d’ingénieurs américains a révélé un nouveau système révolutionnaire qui intègre le stockage, le refroidissement et la propulsion d’hydrogène dans un seul et unique réservoir. Cette innovation a le potentiel de réduire considérablement l’empreinte carbone de l’aviation tout en augmentant l’efficacité énergétique. Cette solution, soutenue par des institutions prestigieuses comme la NASA, pourrait ouvrir la voie à des vols plus durables et respectueux de l’environnement. Cependant, des défis techniques restent à surmonter avant de voir ces avions décoller.

Une solution complète pour le stockage et l’utilisation de l’hydrogène

Le nouveau système de stockage et de distribution de l’hydrogène liquide développé par les ingénieurs américains se distingue par sa capacité à intégrer plusieurs fonctions essentielles. Le stockage cryogénique de l’hydrogène à des températures aussi basses que –253 °C représente un défi technique majeur. Pourtant, ce système parvient à maintenir l’hydrogène sous forme liquide tout en optimisant son utilisation à bord des avions.

L’innovation réside dans la combinaison de trois fonctions : le stockage, le refroidissement et la distribution. Ce système intégré permet de réduire le poids total de l’équipement nécessaire, offrant ainsi une efficacité accrue. Avec un indicateur gravimétrique atteignant 0,62, soit 62 % de la masse totale dédiée à l’hydrogène, le système marque un progrès significatif par rapport aux solutions conventionnelles.

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Réduire le poids grâce à la suppression des systèmes de refroidissement séparés

Les avions électriques nécessitent un refroidissement efficace pour maintenir les performances de leurs moteurs et systèmes électroniques. Traditionnellement, cela implique l’ajout de systèmes de refroidissement distincts, alourdissant ainsi l’appareil. Toutefois, l’utilisation ingénieuse de l’hydrogène liquide dans ce contexte offre une alternative prometteuse.

En traversant les échangeurs thermiques, l’hydrogène absorbe la chaleur générée par les moteurs et les composants électroniques. Ce processus évite l’ajout de poids supplémentaire tout en maximisant l’efficacité du refroidissement. Cette approche non seulement réduit le poids total de l’avion, mais optimise également la température de l’hydrogène pour les piles à combustible et les turbines, garantissant ainsi une performance optimale.

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Un système sans pompe pour une fiabilité accrue

Les pompes mécaniques, souvent sujettes à des pannes et responsables de surcharges, sont éliminées dans ce nouveau système. À leur place, la pression naturelle du réservoir d’hydrogène est utilisée pour distribuer le carburant à travers l’avion. Cette méthode innovante repose sur l’ajustement précis de la pression par injection de gaz ou évacuation contrôlée.

Les simulations ont démontré que ce système « sans pompe » est capable de fournir jusqu’à 0,25 kilogramme d’hydrogène par seconde, répondant ainsi aux besoins énergétiques même lors des phases de vol les plus exigeantes. En éliminant le besoin de composants mécaniques complexes, le système gagne en fiabilité et réduit les coûts de maintenance, tout en augmentant l’efficacité énergétique globale.

Perspectives d’avenir pour l’aviation à hydrogène

Le projet, soutenu par la NASA, vise à intégrer ce système dans un avion hybride-électrique de 100 passagers. En combinant des piles à hydrogène et des générateurs supraconducteurs, l’objectif est de créer un prototype prêt pour les tests au Center for Advanced Power Systems de la FSU. Ce projet ambitieux s’inscrit dans le cadre du programme Integrated Zero Emission Aviation, réunissant plusieurs institutions de recherche de premier plan.

Malgré les défis technologiques et financiers, l’aviation à hydrogène est perçue comme une solution clé pour décarboner l’industrie aéronautique à long terme. Avec un marché potentiel estimé à 300 milliards d’euros d’ici 2050, les investissements dans cette technologie pourraient transformer la manière dont nous voyageons dans le ciel. Quelle sera la prochaine étape pour accélérer le développement de l’aviation à hydrogène et surmonter les obstacles actuels ?

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