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Liebherr et GM s’engagent dans la mise en oeuvre d’une pile à combustible APU

Liebherr Aerospace & Transportation et le constructeur automobile américain General Motors (GM) mettent en commun leur expertise pour développer une pile à combustible destinée à remplacer le groupe auxiliaire de puissance (APU) de la prochaine génération d'avions. La première étape du projet est la construction d'un démonstrateur.

15.06.2018

L'APU est généralement installé à l'arrière de l’avion. © V. K. Thomalla / Aerobuzz

« General Motors possède une grande expérience dans la construction de piles à combustible. Il travaille sur cette technologie depuis plusieurs décennies », a déclaré Nicolas Bonleux, directeur général et directeur des ventes chez Liebherr Aerospace & Transportation, dans une interview accordée à Aerobuzz. « Liebherr, d’autre part, possède une expérience dans l’intégration de systèmes dans les avions. Nous nous complétons idéalement dans ce projet. »

Recherche d’un troisième partenaire avionneur

Contrairement aux APU utilisés aujourd’hui, les piles à combustible, en tant que fournisseurs d’énergie pour les avions au sol, n’émettent aucune émission. Zéro oxyde d’azote, pas d’échappement, zéro bruit. Une pile à combustible ne génère que de l’eau. « Certains aéroports ne sont plus autorisés à utiliser l’APU aujourd’hui », explique M. Bonleux. Une pile à combustible est également plus performante.

Grâce à cette technologie révolutionnaire, les entreprises veulent également aider l’aviation à atteindre les objectifs environnementaux qu’elle s’est fixée. Cependant, il faudra probablement encore quelques années avant qu’un démonstrateur devienne un produit prêt pour la productions.

La pile à combustible remplaçant l’APU doit être utilisée dans la prochaine génération d’avions. © V. K. Thomalla / Aerobuzz

Dans le cadre de leur collaboration, les deux sociétés veulent d’abord construire un démonstrateur de système qui volera également dans un avion. Il n’a pas encore été décidé dans quel type d’avion ni dans quelle classe d’avion le démonstrateur devrait être utilisé. Il n’est pas non plus décidé où le siège du projet sera implanté tant que le choix de l’avion-démonstrateur n’est pas arrêté. « La stratégie de Liebherr est d’être toujours proche de nos clients. » General Motors mènera ses recherches de son côté et Liebherr du sien.

Trop tôt pour évaluer les coûts de développement

Les partenaires n’ont pas encore publié de chiffres sur les coûts de ce projet. Pour le moment, cela ne peut être que difficilement quantifiable, car les coûts dépendent du type d’avion sélectionné dans lequel la pile à combustible sera intégrée. « Une pile à combustible est relativement facile à mettre à l’échelle. Elle se compose de plusieurs éléments, et si une plus grande pile à combustible est nécessaire, il suffit d’ajouter un nombre correspondant de piles », explique Bonleux. Les deux industriels ont demandé à la Commission européenne et à d’autres institutions, pas seulement en Europe, d’apporter leur soutien financier à ce projet révolutionnaire et respectueux de l’environnement.

Une pile à combustible est évolutive et peut également être intégrée aux jets d’affaires. © V. K. Thomalla / Aerobuzz

Le manque actuel d’infrastructures sous la forme de stations de remplissage d’hydrogène dans les aéroports n’est pas un problème estime Bonleux. Le projet vise à fournir une pile à combustible pour la prochaine génération d’avions, qui devrait être lancée entre 2025 et 2030. La Californie, le Japon et l’Allemagne développent actuellement les infrastructures pour introduire l’hydrogène dans le secteur automobile. Étant donné le petit nombre d’aéroports par rapport aux stations-service automobiles, l’infrastructure est relativement rapide à mettre en oeuvre.

Liebherr possède une grande expérience dans l’adaptation de technologies provenant d’autres industries aéronautiques. General Motors, avec son expertise dans les piles à combustible, est un partenaire idéal pour la mise en œuvre d’un tel projet, a déclaré M. Bonleux.

Volker K. Thomalla

A propos de Volker K. Thomalla

chez Aerobuzz.fr
Journaliste aéronautique et pilote privé, Volker K. Thomalla est spécialisé dans les questions de l’aviation d’affaires et du trafic aérien. Il a écrit une douzaine de livres sous son nom ou en collaboration. Il a été rédacteur en chef des magazines aéronautiques allemands Flug Revue et Aerokurier entre 1995 et 2016.

9 commentaires

  • Bruno

    bonjour à tous,
    Nous rentrons dans une phase de rupture technologique tant sur la production énergétique que sa consommation. La supply chain H2 est à regarder de près comme pour les évolutions d’autres technologies de stockage d’énergie hors lithium. Pour ce qui concerne la filiere H2, plusieurs projets d’optimisation des rendements sont lancés (production, stockage, consommation) tant en Chine, USA, Inde, Asie du Sud-Est dont Corée du Sud que Europe. Une bonne base de travail de veille: DOE Department of Energy USA branche Hydrogène (https://www.hydrogen.energy.gov/)
    Coté solution aéronautique embarquée, le challenge des « powertrain » est simple:
    – le poid (axes de travail: type de stockage et Fuel Cells)
    – le rendement de la supply chain (électroliseur, énergie nécessaire pour stocker l’H2 et le rendement des Fuel cells)
    – la Safety: une bonne référence de formation sur ce sujet (ENSOP, Ecole Nationale Supérieure des Officiers de Sapeurs-Pompiers: :http://www.ensosp.fr/SP/pages-ENSOSP/uk/ensosp-french-academy-fire-rescue-and-civil-protection-officers
    – Une capacité à « refueller de l’énergie très vite » sur tout aéroport / aérodrome
    – 0 émission C02 sur moyen de production et de consommation,
    – le prix: A titre d’exemple sur contrat Cadre 2012, la NASA achetait à environ 4,$ le Kg de H2 liquide (https://nasasearch.nasa.gov/search?query=contract+hydrogen&affiliate=nasa&utf8=%E2%9C%93
    – Une indépendance géo-politique de l’énergie: Par exempe, à ce jour, la majorité des resources et moyens de conversion du Lithium sont sous controle chinois. Les resources mondiales Lithium sont limitées.
    Le futur repose sur le développement d’un panel de technlogie énergétique. Il y a du boulot pour beaucoup de monde pour optimiser tant cet axe supply chain H2 que les autres axes Zero C02 (super capacitor, batterie, ou autres à venir).

    A vous, à nous de jouer

  • TGVF

    L’hydrogène est probablement la meilleure solution pour résoudre le problème essentiel du tout électrique avec les énergies renouvelables produites localement: l’intermittence de la production. C’est une solution de stockage d’énergie efficace. La production par électrolyse fait sens avec de petites unités couplées à des éoliennes et/ou des panneaux photovoltaïques, ce qui n’interdit pas d’en produire à plus grande échelle pour stocker l’énergie des centrales nucléaires pendant la nuit. Les réservoirs pressurisés au standard 700 bars sont aussi sûrs (voire plus!) que les réservoirs d’hydrocarbures. Leur densité énergétique (y/c compris la masse et le rendement de la PAC) est 3 à 4 fois meilleure que celle des meilleures batteries, même si elle reste très inférieure à celle d’un réservoir de kérosène (y/c compris la masse et le rendement d’un turbomoteur).
    Le système énergies renouvelables+hydrogène+PAC est la voie de l’avenir (y/c pour certaines applications aéronautiques) et certains l’ont bien anticipé, mais hélas bien peu de français…

    • philouze

      ça commence mal :
      « avec les énergies renouvelables produites localement: l’intermittence de la production.  »
      non, pas intermittence, (on se désole d’une chute de prod, mais pas de la phase de prod elle même) le fantasme de l’H2 repose donc sur l’utopie de l’écrêtage des SUR-productions. Le jour ou les panneaux et les éoliennes seront si nombreuse qu’on pourra bâtir une économie entière sur leur seule sur-production aux mauvaises heures, de l’H²o aura coulé sous les ponts…

       » C’est une solution de stockage d’énergie efficace.  »
      Avec 60% de perte dans le process électrolyse > stockage-fuite > pile à combustible, c’est le stockage d’énergie le plus inefficace parmi les technologies disponibles (y compris low tech comme les STEP)
      financièrement comme en rendement « pur » par contre pour du statique il est relativement dense et nécessite moins d’investissements que de mettre un nouveau STEP en route par exemple.

       » pour stocker l’énergie des centrales nucléaires pendant la nuit. »
      la légende des centrales qui « gâcheraient » de l’énergie la nuit à toujours la vie dure. les centrales sont pilotables et ne produisent que le strict nécessaire. On électrolyserait donc que de l’H2 vendu plus cher en sortie que son équivalent kWh.
      Bienvenue dans un monde ou 5kg d’H2 valent toujours 40€, et ça grimpe.
      super rentable pour un avion face au kéro… ou pas… du tout

      C’est une solution de stockage d’énergie efficace.

  • Pilotaillon du 21eme siècle

    Et si c’était une étape « pas trop coûteuse » avant l’arrivée de motorisations 100% électriques ?…
    Il y a potentiellement la mise en place d’un pilote à petite échelle de l’infrastructure des savoir-faire, donc les prémices de la rupture.

  • Carbet

    Bonjour à tous
    Un APU brulant du jet A1 , aux dernières nouvelles c’est fiable et brule le même carburant que la machine qui le porte . Le rendement énergétique est acceptable pour cet usage .

    Coté pile à combustible le MTBF est l’ordre de 1500 heures , allégations de 3000 h non vérifiées . En tenant compte de tout le bazar de stockage de l’hydrogène le poids est supérieur . Pour ce qui est du rendement énergétique global , c’est une catastrophe !!! Oublions le surpoids qui a un prix .
    Combustible : de l’hydrogène ( ou du méthanol )
    Pour ce qui est de l’hydrogène j’espère que vous avez en mémoire vos cours de chimie . Chimie amusante par les détonations lors de la mise à feu dans des conditions « optimales » . ( « Intéressant » dans une enceinte fermée ….. )

    Comme toujours on repeint en vert une technologie qui déporte la production de la pollution ailleurs , dans ce cas la production d’hydrogène qui se fait à partir de gaz naturel en émettant du CO2 en masse ( mais pas sur l’aéroport qui reste clean ) .
    Et que dire de l’énergie grise mise dans la construction de toute la filière de ce « truc » technocommercial…… C’est une fuite en avant !
    Lire le lien ci dessous , si vous avez un minimum de formation technique et de comprenette , vous fera appréhender que la filière hydrogène c’est du vent pour les décennies à venir .
    https://www.contrepoints.org/wp-content/uploads/2015/07/Lhydrog%C3%A8ne-cet-hallucinog%C3%A8ne-Annexe-1.pdf

    Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ….. Logique Shadok
    Salutations

    • Willem

      Rappel : l’hydrogène est aussi productible par électrolyse de H2O + O2…. Eau et Oxygène. Avec un rendement de 90%.
      Cependant, oui, l’électricité utilisée pour cette conversion doit être verte pour qu’on fasse une vraie avancée écologique.

      • philouze

        hors proto du CEA bizarement toujour spas commercialisé, léctrolyser (et compresser à 700 bars) de l’H2 ça n’a jamais dépassé 75% même en industriel.
        Et comme ce n’est pas exploitable sans PAC qui à son tour gâche 40% de rendement, votre double conversion a un (très) mauvais rendement…

    • Pilotaillon du 21eme siècle

      Et pourquoi ne pas essayer ! Qui pourrait nous le conseiller ?
      – Les riverains d’aéroport
      – le personnel de traffic
      – les ouvreurs de technologie H2
      – Les vendeurs d’énergie verte et tous ceux qui demain auront un débouché pour remplacer la filière carbonnée et qui pourront valoriser leur créativité
      – ceux qui coirent en la capacité de l’homme à avancer et à traiter les problèmes par des encouragements plutôt que par des reproches ou des décisions globales et parfois hasardeuses. Les lanceurs d’alerte sont indispensables mais ensuite il reste à trouver des solutions qu’il faut éprouver quelque part !
      Je vous propose un rendez-vous dans 10 ans pour reparler de notre sujet et des différentes solutions adoptées. Cela vous convient-il ?

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