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L’hydrogène au-delà d’une opération de communication

Le 21 septembre 2020, Airbus a dévoilé sa stratégie qui tend à mettre en service un avion de transport de passagers générant aucune émission. L'échéance a été fixée à 2035. Ce nouveau programme fait la part belle à l'hydrogène. Au-delà de l'opération de communication réussie, Gilles Rosenberger, fondateur de Faraday Aerospace, livre ici son analyse.

28.09.2020

Le concept ZEROe décliné par Airbus en trois modules. Un seul est appelé à voler commercialement à partir de 2035. © Airbus

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Nous venons d'assister à une grosse opération de la part d'Airbus annonçant trois concept-planes (comme on parle de concept-cars) propulsés par l'hydrogène permettant un vol sans émission (locale) de CO2. Il s'agit d'une opération de communication par laquelle le constructeur a décidé d'envoyer plusieurs messages à des acteurs différents. Dans une telle opération, chaque mot, chaque virgule sont pesés et sélectionnés ; de même les images ont été construites spécifiquement ou sélectionnées avec attention. Cet exercice de communication n'est pas un exercice...

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A propos de Gilles Rosenberger

chez Aerobuzz.fr
Gilles Rosenberger se définit comme ingénieur, pilote (aile delta, planeur et avion monomoteur) et entrepreneur. Il a construit son expérience et son expertise dans des sociétés telles que Socata, Aircelle, Safran, GECI-Skylander, Thales, Airbus-Voltair et Faraday Aerospace, Son implication dans le projet eFan d'Airbus lui permet de découvrir la propulsion électrique et à l’arrêt du programme, il fonde en 2018, avec 5 autres spécialistes issus de Safran, Boeing, Valeo, Faraday Aerospace, une start up dédiée à la propulsion électrique et hybride pour aéronefs certifiés. La société disparaitra dans les tourbillons de la covid et pour continuer à développer sa vision d’une aviation décarbonée, il rejoint Time To Fly, une société de conseil dédiée à une aviation sure et durable.
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19 commentaires

  • totoro

    Une info qui vaut ce qu’elle vaut :
    – soit on bosse en hydrogène liquide, cryonégique, avec les contraintes incroyables (cf expérience russe) que ça peut poser en aéro.
    – soit on bosse en ultra compression, typiquement le 700 bars de l’automobile.

    Juste pour donner un ordre de grandeur, il faut 130 kilos de réservoirs, de 3cm d’épaisseur en carbone (30 kg de réservoir tous les 30Litres) pour conserver à peine 5 kg d’hydrogène.
    Et on a pas encore mis la pile à combustible.
    C’est ça, le vrai poids de l’hydrogène.

    La masse d’une toyota miraî est de près de 2T du simple fait de ces réservoirs et de la pile à combustible. On est finalement très proche des batteries pour une rendement 4 fois inférieur, et des performances, un volume intérieur et de coffre et même paradoxalement une autonomie largement inférieure à sa concurrente à batterie, la Tesla Model S P100D long range.

    Quand on pense qu’un temps Toyota a été tenté par le 900bars…

    Y’a vraiment une sorte de « mur » physique avec l’hydrogène que je pense beaucoup ignorent, et que d’autres feignent d’ignorer pour récolter les fonds de ceux qui ignorent vraiment le problème

  • Yggdrasil

    C’est très beau tout ça…
    Comme dit dans l’article, ça ressemble beaucoup à de l’opportunisme pour capter des crédits et redorer l’image écornée du transport aérien. On arrivera probablement un jour à faire des avions à hydrogène, mais ces annonces permettent surtout de faire rêver alors que le changement climatique nécessite des mesures immédiates de réduction de CO2. Bien sûr l’opinion publique devrait plutôt se focaliser sur l’industrie du textile par exemple mais la physique étant ce qu’elle est, les déplacements en avion ne pourront jamais être réellement sobres.
    Il faut travailler sur ces technologies je ne remets pas cela en cause, mais le temps de les développer, de créer une industrie neutre en carbone de production d’hydrogène, de distribution et de stockage, adapter tous les aéroports du monde, remplacer tous les avions…on aura déjà cramé tout le pétrole du monde. Au passage, la production électrique c’est aujourd’hui 20% de notre utilisation finale d’énergie, pour 80% de fossiles, si on veut rester sur ce niveau de dépense énergétique il va falloir commencer à construire de la centrale nucléaire à tour de bras…400 Twh c’est ce que produisent l’ensemble de nos centrales françaises (58).

    Pour en remettre une couche sur la maturité technique de ces solutions, Airbus dans un autre article annonce qu’il mise le plus sur l’aile volante, donc l’architecture la plus éloignée de ce qui est en service aujourd’hui, le rallongement du fuselage étant très pénalisant pour les autres….Je pense que dans tous les cas les avions seront moins performants que les actuels (mais c’est sûrement acceptable si leur empreinte carbone est fortement réduite).
    Enfin, pour la partie sur l’hybride, vue la densité énergétique des systèmes électriques & pilles à combustible, j’ai bien peur que ça ne paye juste jamais sa place dans l’aéronautique. ça ressemble aussi à de belles annonces pour capter de l’argent public. S’ils se sont imposés, c’est que les systèmes thermiques présentent les meilleures qualités pour l’industrie du transport (densité, facilité de stockage & transport, rapidité des recharges…), et c’est encore plus vrai pour l’aéronautique où la masse est fortement pénalisante. ça me parait illusoire de penser qu’on va gagner quoi que ce soit au niveau avion, en sous dimensionnant un peu les turbines et en rajoutant des centaines de kg de batteries, de moteurs, d’armoires électriques et de piles à combustible…

  • jean-françois Voconce

    Je confirme qu’il y a aujourd’hui des solutions industrielles de stockage de l’hydrogène (entreprise « mac Phy » en rhône Alpes crée par des ex CEA)
    Mais de grâce ne parlons pas de solution écologique !
    On produit de l’hydrogéne :
    Soit avec du pétrole (en émettant énormément de CO2, c’est la méthode la moins chère)
    Soit par craquage ou par électrolyse mais la a Chimie est impitoyable, la liaison hydrogène n’est pas facile à casser, d’où une débauche d’énergie pour en produire pas beaucoup plus que ce que l’on consomme !
    Des étudiants ingénieurs, suite au rêve hydrogéné irréaliste de guillaume Faury, ont aidés des chercheurs écolos de Toulouse à calculer la surface de panneaux solaires pour générer de l’hydrogène afin de remplir les réservoirs des avions en partance de Toulouse résultat : 1 département Français moyen.
    Pour donner le Biberon aux aéroplanes décollant de Charles De Gaulle : 15 réacteurs nucléaires. L’hydrogène n’est pas une énergie, mais un moyen de la stocker.
    C’est aussi un mot magique très utile pour chasser la subvention.

  • bourgeois

    Personne n’est dupe pour croire que le transport aérien serait le principal pollueur, certes non,… mais il en fait bien parti qu’on le veuille ou non, ses 3% de participation peut paraitre faible mais si y réfléchit pas tant que ça, car on ne produit rien … à part brasser de l’air. Et puis polluer au niveau de la basse stratosphère, à ma connaissance on n’a pas encore d’idée précise sur l’impact que ça peut avoir.

    Dans un sens plus large, c’est à l’ensemble de nos sociétés de revisiter les problèmes à venir, en commençant par réduire les excès,… mais c’est d’une effroyable complexité à laquelle aucun gouvernement démocratique n’osera s’attaquer de front. Il y a bien plus d’espoir coté Chine, les grandes décisions de ce genre sont toujours bien plus faciles à prendre dans les dictatures, et ils ont déjà établi des plans à long terme.

    • Lumen

      Source ADEME/France Environnement : LE SMARTPHONE.
      Tout au long de son cycle de vie (de l’extraction des matières premières, en passant par sa fabrication, son transport, son utilisation et sa fin de vie), un smartphone a des impacts sur l’environnement, auxquels s’ajoutent des impacts sociaux et sanitaires.
      Les principaux impacts environnementaux des smartphones sont l’épuisement des ressources, les atteintes à la biodiversité dues aux rejets toxiques dans l’environnement et l’émission de gaz à effet de serre.
      La fabrication d’un smartphone (de l’extraction des minerais à l’assemblage final) est responsable d’environ trois quarts de ces impacts, qui sont en grande partie imputables à l’écran et aux composants électroniques complexes (microprocesseurs, etc.).
      La distribution et l’utilisation du smartphone ont moins d’impacts. Ils sont essentiellement liés à l’énergie consommée pour le transport et la production d’électricité. L’étape de la fin de vie a des impacts variables selon que le smartphone est recyclé ou non.
      QUATRE TOURS DU MONDE POUR FABRIQUER UN SMARTPHONE
      1. Conception le plus souvent aux États-Unis
      2. Extraction et transformation des matières premières en Asie du Sud-est, en Australie, en Afrique centrale et en Amérique du Sud
      3. Fabrication des principaux composants en Asie, aux États-Unis et en Europe
      4. Assemblage en Asie du Sud-est
      5. Distribution vers le reste du monde, souvent en avion
      — En Chine, l’exploitation du néodyme, utilisé dans les aimants des smartphones, génère des rejets d’eau acide et des déchets chargés en radioactivité ainsi qu’en métaux lourds.
      — Au Chili, en Argentine et en Bolivie, l’utilisation massive d’eau pour la production de lithium (métal présent dans les batteries des smartphones) provoque des conflits d’usages avec les populations locales, au point de compromettre leur survie.
      — Selon l’UNICEF, plus de 40 000 enfants travailleraient dans les mines du sud de la République Démocratique du Congo, dont beaucoup dans des mines de cobalt et de coltan, minerais stratégiques que l’on retrouve dans les batteries et les condensateurs des smartphones.
      Conclusions : faisons un petit calcul : 4 milliards de smartphones en fonctionnement consommant 4000M/AH demande 16 000 Méga W/H par jour et une tranche de reacteur nucleaire fournit 31000 MWH / jour (1300*24) soit 0.5 tranches de réacteurs nucléaires necessaire, tous les jours de l’année ; et si on calcul en centrales thermiques ? Oups bonjour les dégâts !
      Question : Et si on attaquait la pollution là ou ça fait mal au lieu d’attaquer le voisin ?

      • Tonton Volant

        Et sans compter le transport à partir de l’Asie du Sud-Est vers les pays occidentaux dans des porte-conteneurs consommant 100 T de fuel lourd par jour !

      • totoro

        Malheureusement, avec ses 0.5 tranches de réacteurs, ce chiffre de l’UNICEF démenti depuis (seul 6% du cobalt mondial est de source artisanale non contrôlée) , l’épiphénomène des « population en manque d’eau dans un désert du chili » pour une mine de moins d’une dizaine de kms carrés (à comparer avec une seule marée noire – pour mémoire le seul Amocco c’était 300 kms de littoral flingué pour 20 ans et 10 000 tonnes d’animaux marins tués ( on parle en tonnes car on ne peut plus compter en millions d’individus)) , vous ne faites que souligner le très faible impact relatif de la chose.

        La plupart de ceux qui accumulent ces données pour frapper les esprits oublient :
        – de les mettre en ordre de grandeur face aux autres nuisance : ici clairement une seule marrée noire représente pire que toute l’industrie du smartphone réunie sur 20 ans
        – et oublient le facteur de remplacement : un smartphone remplace des dizaines de déplacements physique (c’est un guichet virtuel) , une console de jeu, un GPS, un appareil photo, un camescope, une chaine hifi, une tour à CD … et toute l’industrie des flux physiques associés qui se sont d’ailleurs effondrées suite à son avènement.

  • Aff le loup mordant

    @lavidurev
    Rien à voir ! Vous confondez propulsion par moteur à combustion interne d’hydrogène en présence de l’oxygène de l’air dans les turbines des turbopropulseurs et des turboréacteurs et propulsion par moteur électrique alimenté en électricité par une pile à combustible (alimentait les vaisseaux lunaires du programme Apollo d’où explosion Apollo 13) qui emporte de l’hydrogene et de l’oxygene dans le vide…
    Une troisieme forme d’emploi de l’hydrogene est dans les moteurs des derniers etages des fusees dits cryogeniques qui fonctionnent par combustion de l’hydrogène à l’aide d’oxygène, les deux éléments étant emportés dans des réservoirs distincts pour pouvoir fonctionner en faible présence d’oxygène (très hautes altitudes) et dans le vide…

  • Tant que la production de H2 n’aura pas un bilan carbone neutre, tous ces projets relevent du reve.

    • Gilles ROSENBERGER

      @ michael tolini
      Vous avez bien sur raison.
      Il faut donc attaquer le « rêve » par les 2 bouts : créer une demande en hydrogène décarboné (vert pu bleu) – pour l’avion, pour l’automobile, le fret ferroviaire, … » ET créer une ressource adaptée.
      Et créer cette ressource , c’est justement un des buts de chacun des grands plans Hydrogène lancés dans nombre de pays.
      Le rôle qu’Airbus se choisit ici, c’est de participer à la création de la demande.
      Aux industriels de l’énergie de nous montrer comment répondre aux futurs besoins cumulés.
      Des initiatives des 2 domaines doivent être lancées pour tenter de faire converger et synchroniser leurs maturités.

    • CB

      La production et la consommation doivent être développées en parallèle. Votre commentaire est certes valable à un instant donné. Mais si la production d’hydrogène « propre » attend les applications, et vice versa, rien n’avancera !

  • Gautier

    C’est bien cela Patrico, rêvez…

  • lavidurev

    Bonjour a tous,
    Apres cet article interessant :
    Voici un lien explicatif sur le plan automobile qui donne des informations pertinentes au lecteur qui pourra alors se faire une opinion en les transposant sur un plan aeronautique.
    https://www.bmw.com/fr/innovation/voiture-a-hydrogene.html

    • bdd13

      Difficile de transposer à l’aéronautique, comme expliqué dans l’article de G. Rosenberger. L’utilisation n’est pas la même (combustion + pile), et le stockage non plus (pas de stockage sous pression, mais stockage en « bonbonne » à -253°.
      L’automobile c’est une pile et un stockage à tempé ambiante à 700 bars. Rien à voir.

    • bdd13

      Ce que cet article se dépêche de cacher, ce sont les méthodes et coûts de transport et stockage.
      Soit on stocke et on transporte à 700 bars (et bonjour la sécurité en sachant qu’aucune infrastructure actuelle de combustible n’existe pour ces contraintes), soit on stocke et on transporte à -253° et vous imaginez tout de suite le casse-tête technique et énergétique.
      Un mix des deux sera aussi un casse-tête technique, énergétique et financier. N’oubliez pas que les investisseurs attendent de la rentabilité….
      Ou alors, il faut changer les mœurs des actionnaires, pour en faire de vrais actionnaires (et pas des requins de dividendes).

      • stanloc

        Il faut lire les interventions des autres participants non seulement sur un thème mais sur tous ceux qui touchent au même sujet et vous auriez appris que l’hydrogène sous pression de 700 bars est déjà assez largement distribué et que de nombreux autres gaz au moins (oxygène, azote, argon )sont très largement distribués à l’état liquide. Cela n’est absolument pas un problème. Donc le travail à venir est d’adapter cette distribution à l’aviation ; c’est bien moins hypothétique que de croire que la capacité des batteries va faire des bonds dans l’avenir.
        La combustion de l’hydrogène dans un réacteur a déjà été démontrée donc cette filière est très probablement celle par laquelle on peut faire voler des avions sans émissions de GES et cela sans trop tarder.

      • Vladimir_K

        Cela a pourtant été réalisé en 1988 avec le TU-155.
        Toute la chaine avait été étudiée, le stockage cryogénique, les systèmes de sécurité. Le projet a disparu avec l’URSS.

      • totoro

        contrairement aux commentaires lénifiants, non, le 700 bars n’est pas « courant », il est spécifique à la filière automobile et malgré sa très très faible distribution, on en est à plusieurs explosions de stations services ou de d’infra de compression, et c’est assez bien réparti : au cours de l’an dernier une en europe (ressentie comme un séisme par les sismo à 28km du lieu de l’explosion), une autre en corée (avec des morts et un pâté de maison rasé) et une aux states qui a abimé plusieurs maisons et détruit une maison à proximité, fait sauter les airbags de toutes les caisses alentour.

        Donc non, c’est pas l’enfance de l’art. Un article passionnant sur le Tupolev a démontré que c’est excessivement dangereux, que de multiples précautions supplémentaires doivent être prises, que les russes ont jugé ça non viable bien qu’ayant réussi à monter le projet de bout en bout, tout, absolument tout, pose des problèmes de sécu et de couts associés.

        Et si tout ça c’est pour avoir un rendement de chaine désastreux, équivalent voir supérieur au kéro, quel intérêt ? Si au moins l’H2 était un miracle énergétique, mais pas du tout.

  • patrico letti

    Merci pour votre article et notes tres recherchées, explicatives et pédagogiques a portées ! d accord avec vous pour les projets de réalisations sur les bases des A320 et de ATR (que j adore pour d autres raisons) mais excusez moi et vous le laissez entendre, le concept d’aile volante , rêve des concepteurs numériques et de leurs ingénieurs, certes tres jolie en vol, ne sera jamais réalisée sous cette forme ! Au regard des énormes travaux des puissantes entreprises aéronautiques US AF ! Pour réaliser leurs figthers. Si je relis mes etudes,
    -trainée de forme, trainée de masse, trainée de surface, je rajouterais trainées de turbulences au sortir des puissants bulbes laminaires! Tout cela n a dû passer encore sous les bancs d essais numérisés ! Mais je ne travail pas chez Airbus loin de là , alors rêvons ! Merci a vous tous.

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