L’H2 cryocompressé augmenterait de 40 % l’autonomie de vol des avions à hydrogène

L’hydrogène est un vecteur d’énergie prometteur jouant un rôle important dans la décarbonation des transports. Cependant, le stockage et le transport de ce carburant propre semblent encore compliqués et coûteux. Pour des applications mobiles nécessitant une réserve d’énergie compacte, l’hydrogène liquide se stocke, en effet, à température ultra-froide (-253 °C), et l’hydrogène gazeux à haute pression (700 bars). Malgré ces contraintes techniques, cette option de carburant sans carbone reste plus viable que les batteries au lithium dans le secteur de l’aviation. Elle offre une densité énergétique élevée pouvant aller de 120 à 142 MJ/kg.

Actuellement, des constructeurs et équipementiers aéronautiques développent les solutions potentielles à ces problèmes de stockage et de transport. La société ZeroAvia, basée en Californie, vient notamment de signer un protocole d’entente avec la start-up Verne, en vue d’évaluer le potentiel de l’hydrogène cryocompressé dans l’aviation commerciale. Elle étudiera aussi la possibilité d’installer une infrastructure de ravitaillement de ce carburant dans les aéroports. Explications.

Qu’est-ce que l’hydrogène cryocompressé ?

Le chercheur Salvador Aceves du laboratoire national Lawrence Livermore aurait déjà abordé cette idée d’hydrogène cryocompressé, il y a plus de 25 ans. Il considérait le CcH2 comme un support énergétique à haute densité. Le constructeur d’automobile haut de gamme BMW a également conçu des prototypes de système CcH2 pour les voitures de tourisme, il y a environ 10 ans. D’ailleurs, certaines entreprises telles que Cryomotive réalisent aujourd’hui des travaux pour adapter cette technologie d’énergie renouvelable aux camions longue distance.

Techniquement, un système CcH2 allie le refroidissement cryogénique de l’hydrogène sous forme liquide (LH2) et une partie de la compression nécessaire pour conserver l’hydrogène gazeux (GH2). Il sera, par exemple, possible de maintenir le CcH2 à 20 K et de le comprimer ensuite à 240 bars. Le stockage volumétrique de cette forme d’hydrogène augmente, selon les experts. Cela permettrait aussi de réduire significativement les pertes par ébullition du LH2 lors de son stockage. Outre cela, la vitesse de ravitaillement du CcH2 serait similaire à la vitesse du transfert de liquide, sans utiliser un équipement de compression coûteux dans les stations.

Une hausse de 40 % de l’autonomie de vol, selon l’analyse de Verne

Les ingénieurs de la start-up Verne estiment que cette technologie CcH2 peut bénéficier d’une densité d’hydrogène utilisable supérieure de 40 % par rapport à celle du LH2 et de 200 % à celle du GH2 à 350 bars. Par conséquent, les avions propres pourraient couvrir un rayon d’action plus étendu. De plus, ils pourraient utiliser des réservoirs plus légers et fabriqués avec des matériaux plus abordables. Il sera inutile de maintenir des niveaux de pression de 700 bars ou d’installer un système de refroidissement actif dans l’avion. D’ailleurs, le système CcH2 réduirait beaucoup le coût de la densification. La ventilation nécessaire pour de la gestion la pression pourrait être éliminée.

Les deux entreprises n’ont pas encore fourni plus d’informations sur leur approche pour l’adoption de l’hydrogène cryocompressé. Il est toutefois à noter que Verne a récemment réalisé la démonstration du prototype de son système CcH2 de 1 MWh, avec le laboratoire national Lawrence Livermore. Celui-ci serait en mesure de stocker 27 % d’hydrogène en plus par rapport à un système LH2 de même dimension. De son côté, ZeroAvia a déjà testé le prototype de son système de propulsion électrique à hydrogène ZA600 sur un avion Dornier 228 dans un site d’essai basé au Royaume-Uni. Aujourd’hui, elle effectue aussi les travaux d’adaptation de son modèle ZA2000 à un Dash 8-400 sur une base située aux États-Unis. Plus d’informations : Zeroavia.com / Compositesworld.com. Que pensez-vous de ces avancées technologiques dans le domaine de l’aviation ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .