L'hydrogène, futur carburant de l'aviation ?
Ceci est le premier article d'une série sur les défis de l'hydrogène dans le secteur de l'aviation. Lire la deuxième partie
L'hydrogène est considéré comme une solution prometteuse pour aider le secteur aérien à devenir plus respectueux de l'environnement. Dans un scénario idéal, les avions seraient simplement alimentés à l’hydrogène au lieu du carburant Jet A conventionnel utilisé aujourd’hui. Malheureusement, la production, le stockage et le transport de ce carburant de nouvelle génération, sans émissions, posent toute une série de défis. L’impact environnemental de l’hydrogène dépend également fortement de son mode de production. Comprendre la différence entre l’hydrogène bleu et l’hydrogène vert, ainsi que l’hydrogène gris, est essentiel pour évaluer le potentiel de l’hydrogène en tant que carburant alternatif pour l’aviation.
Types de production d'hydrogène
Quelle est la différence entre l'hydrogène bleu et l'hydrogène vert ? Bien que ces deux options soient actuellement étudiées comme solutions énergétiques à faible empreinte carbone, l'hydrogène bleu est produit à partir de gaz naturel grâce à la capture et au stockage du carbone (CSC), tandis que l'hydrogène vert est produit par électrolyse alimentée par des énergies renouvelables.
L'hydrogène est le neuvième élément chimique le plus abondant dans l'univers, mais il est rare de le trouver à l'état pur. Pour que l'hydrogène puisse être utilisé comme combustible, il doit être extrait. La forme la plus courante de production d'hydrogène est appelée hydrogène gris. Elle est créée à partir du gaz naturel par un procédé de reformage du méthane à la vapeur. Cette forme crée des gaz à effet de serre, qui sont libérés dans l'atmosphère. Pour améliorer l'empreinte carbone de ce processus, une unité de capture et de stockage du carbone (CCS) peut être ajoutée pour capturer les émissions de CO2 et les stocker sous terre. Ce procédé produit ce qu'on appelle de l'hydrogène bleu. L'ultime procédé de production d'hydrogène sans émissions nocives est l'hydrogène vert. L'hydrogène vert utilise de l'électricité renouvelable, provenant idéalement de sources éoliennes ou solaires, pour créer une électrolyse de l'eau.
Pour le secteur aérien, le choix entre l'hydrogène bleu et l'hydrogène vert peut avoir une incidence sur l'empreinte carbone globale de l'hydrogène utilisé comme carburant et sur son rôle potentiel dans la réalisation des objectifs de réduction des émissions à long terme.
Pourquoi l'hydrogène ?
Il a été déclaré que l'industrie aérospatiale est responsable de l'émission de plus de 900 millions de tonnes de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère chaque année1. Avec les engagements pris par plus de 30 pays, y compris le "Green Deal" de l'Union européenne, et diverses organisations comme l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) et l'Air Transport Action Group (ATAG), une pression intense est exercée sur le secteur de l'aviation pour qu'il réduise ses émissions de CO2 de 50 % entre 2005 et 2050 et qu'il atteigne finalement des émissions nettes de carbone nulles d'ici 2050. L'hydrogène a un contenu énergétique près de trois fois supérieur à celui de l'essence (énergie spécifique) ; et en raison de son abondance naturelle et de l'élimination des émissions de CO2 s'il est produit sans carbone, le carburant hydrogène est considéré comme une alternative possible au carburéacteur classique.
Les défis de l'industrie
Les changements dans l'aérospatiale nécessitent des années de recherche et de développement et d'importants engagements financiers pour garantir le respect des mesures de sécurité et des politiques de réglementation, en particulier lors de l'introduction de technologies nouvelles et perturbatrices. Le carburant hydrogène crée des défis technologiques pour l'ensemble de l'infrastructure de l'aviation. Il existe de nombreuses inconnues concernant l'hydrogène et son comportement dans les environnements exigeants de l'aérospatiale. L'innovation, les technologies avancées et les matériaux capables de résister aux résultats des propriétés complexes de l'hydrogène, telles que la perméation, le faible pouvoir lubrifiant et le faible poids moléculaire, seront essentiels.
Bien que les attentes et le calendrier pour réduire les émissions de carbone de l'aérospatiale semblent agressifs, avec de la détermination et de la collaboration, nous pouvons y arriver ensemble !