Energie électrique, bio-carburants, éco-pilotage, allègement des structures : le secteur aéronautique rivalise d’idées et de pistes afin de tendre vers l’avion zéro carbone. Parmi celles-ci, la propulsion à l’hydrogène suscite autant d’espérances qu’elle soulève des défis majeurs à relever pour les acteurs de l’aéronautique et de l’aéroportuaire.

Depuis plusieurs années, l’empreinte écologique du secteur des transports constitue un sujet de discussion au sein de l’espace public. C’est aussi un terreau d’innovations pour de nombreux acteurs. La quête de solutions éco-raisonnées et sobres constitue en effet un enjeu de premier plan, qui se polarise souvent autour de la nécessité de réduire la dépendance aux énergies fossiles, en particulier au kérosène. Et l’aviation, qui représente aujourd’hui 3 % des émissions globales annuelles de CO2, est en première ligne de ce combat. Au sol, avec l’objectif « Zéro Emission Nette » formalisé par l’écosystème aéroportuaire au sein de l’Airports Council International (ACI, Conseil international des aéroports) ; comme dans les airs, avec le lancement d’une course à l’innovation verte pour des aéronefs durables. Et l’hydrogène y tient une position de tête.

L’avion à l’heure H

En 2019, les premiers bus à hydrogène ont fait leur apparition en Ile-de-France, tandis qu’une flotte de taxis roulant à l’hydrogène arpente déjà les routes de la région-capitale. La SNCF ambitionne la construction de trains à hydrogène dès 2022. Le transport maritime mise aussi sur cette source d’énergie… Tout comme il est l’élément le plus abondant de l’univers, l’atome H se retrouve un peu partout quand il s’agit d’évoquer des projets de transports durables et neutres en émissions de CO2.

2035 dans le viseur

L’avion n’échappe pas à cette vague d’intérêt. En France, le plan gouvernemental de relance de l’aéronautique dévoilé en juin 2020 a fixé l’ambition de faire voler un avion à l’hydrogène d’ici 15 ans. Et le plan de relance annoncé à la rentrée de septembre prévoit d’allouer 7,2 milliards d’euros sur 10 ans (dont 2 sur les 2 prochaines années) au développement d’une nouvelle filière hydrogène.

Le défi industriel associé est de taille, à la mesure de la rupture technologique qui est visée : un saut vraisemblablement plus grand encore que celui accompli au lendemain de la 2^e Guerre Mondiale avec l’émergence des premières cabines pressurisés et des avions à réaction. Airbus a révélé cette semaine trois projets d’avions à hydrogène n’émettant pas de C02. Un programme de plusieurs dizaines de milliards d’euros visant une commercialisation en 2028 pour des vols moyens courriers à partir de 2035.

Pour tous les avantages qu’il présente – capacité à stocker de l’électricité sur de longues périodes et évitement de tout rejet de carbone notamment – l’hydrogène dit « vert » apparaît comme incontournable. Et doit contribuer dans les prochaines années à décarboner des secteurs d’activité tels que les industries et les transports. Mais concrètement, comment cela pourrait fonctionner dans un avion ?

Deux pistes technologiques, de multiples défis

Voler à l’hydrogène pourrait devenir une réalité de deux façons. La première solution, qui consiste à embarquer une pile à combustible capable de produire de l’électricité à partir d’hydrogène, pourrait être adaptée pour des vols courts d’aéronefs de petite taille. La seconde, encore plus plus prometteuse, est destinée à propulser des avions moyen-courrier en utilisant directement l’hydrogène comme carburant dans un turboréacteur. Toutefois, son stockage à bord devrait se faireà l’état liquide dans des réservoirs cryogéniques (permettant de le maintenir liquide à une température de -253°C), ce qui implique de revoir en profondeur l’architecture des avions.

Une supply chain à (ré)inventer

Avant d’aborder de front ces chantiers, il s’agit aussi de repenser en amont le schéma de production. Aujourd’hui, la quasi-totalité de l’hydrogène produit l’est à partir d’énergies fossiles – dont 900 000 tonnes en France pour une « addition » écologique salée, à hauteur de 13,5 millions de tonnes de CO2. Il faudra donc passer rapidement à une logique massive d’hydrogène vert et décarboné, issu d’énergies renouvelables. Et le faire avec un impératif économique en tête, alors que la production d’hydrogène vert est aujourd’hui jusqu’à 5 fois plus coûteuse que pour le gris.

Vient enfin la question de la logistique et de l’approvisionnement. Alors que les flux logistiques sont, depuis la production jusqu’au ravitaillement en piste, structurés autour du kérosène, c’est tout une logistique qu’il s’agit de revoir. Ou à tout le moins d’adapter, du côté des 40 000 aéroports mondiaux notamment, qui devront repenser leur infrastructure en profondeur pour pouvoir y intégrer en toute sécurité les installations de production/stockage/distribution d’hydrogène vert tout en veillant à maintenir une double capacité hydrogène/kérosène pendant une longue période de transition, alors que la flotte mondiale actuelle a encore quelques années de vol devant elle.

C’est notamment le cas de VINCI Airports, l’un des leaders mondiaux du secteur aéroportuaire qui dès à présent travaille, en partenariat avec d’autres industriels comme Airbus, à l’aménagement des infrastructures qu’il opère à travers le monde afin d’accueillir et d’accompagner à grande échelle le déploiement de cette rupture technologique sur ses plateformes aeroportuaires.

Quoi qu’il en soit, l’âge de l’hydrogène a bel et bien sonné !