Hydrogène et vol suborbital : demain, voilà comme vous vous enverrez en l’air

Rédigé le 12 juillet 2016 par | Nouvelles technologies Imprimer

Outre l’amélioration des avions actuels (légèreté, résistance, consommation en énergie), trois branches technologiques pourraient transformer l’aviation telle que nous la connaissons. Hier, nous avons vu que la première d’entre elle, les avions supersoniques, n’est que – selon moi – peu convaincante.

Passer en suborbital pour se jouer de la gravité

Le deuxième concept révolutionnaire est le vol suborbital. Encore une fois, cette technologie date des années 50. Le Dyna-Soar de Boeing (qui a fait long feu) était conçu pour avoir des capacités nettement supérieures à celles nécessaires au transport.

Aujourd’hui, nous voyons des entreprises comme SpaceX et Blue Origin organiser des vols suborbitaux et mettre au point des techniques d’atterrissage sûres, même si leurs appareils sont loin d’être des avions de ligne.

La raison pour laquelle cette technologie est si attrayante, c’est que la quasi-totalité de l’énergie utilisée sur un vol long-courrier est gâchée pour pousser l’air devant l’appareil. Sortez de l’atmosphère : plus de problème. Vous pourrez alors atteindre des vitesses folles sans utiliser beaucoup plus d’énergie, et ainsi traverser un océan en une heure ou deux.

Le gouvernement allemand développe un concept baptisé SpaceLiner.

SpaceLiner - vol suborbital
Ce à quoi pourrait ressembler le SpaceLiner
Source : www.dlr.de

Cet appareil est assez proche de celui sur lequel travaille Virgin Galactic, avec des modules de transport destiné à des cargaisons et des passagers.

Virgin Galactic - vol suborbital
Le projet de Virgin Galactic
Source : www.virgingalactic.com/

A mon avis, les entreprises privées qui se sont lancées dans l’aventure du vol suborbital parviendront à mettre au point un véhicule fonctionnel avant que les agences gouvernementales n’y parviennent.

Elon Musk et SpaceX ont déjà plusieurs tours de stade d’avance sur les autres concurrents. SpaceX ne prépare a priori pas d’avion suborbital actuellement, mais c’est une application évidente pour sa technologie. Ce type de vol aura besoin d’une nouvelle source de carburant, et l’hydrogène est une solution évidente. Pratique, étant donné qu’il peut être fabriqué à l’aide d’énergie renouvelable à bas prix, hors horaires de pointe –ce que nous aurons en abondance dans l’avenir.
[NDLR : L’hydrogène comme énergie, nous en avons beaucoup parlé dans la Quotidienne et Etienne Henri a fait le point sur le sujet ici, et encore ]

L’hydrogène, l’énergie du futur pour l’aviation et le spatial ?

Ce qui nous amène au troisième domaine qui va beaucoup changer : le carburant. Un facteur qui changera d’ailleurs même si nous ne quittons pas l’atmosphère.

Les lignes aériennes sont bien conscientes de l’impératif de réduire leur empreinte carbone, et l’utilisation de biocarburants dans l’aviation a été très soutenue ces derniers temps.

Cette technologie fonctionne, certes, mais elle est largement surestimée du point de vue environnemental. Si nous avons vraiment l’intention de dé-carboniser les avions conventionnels à grande échelle, il est plus probable que nous commencions à utiliser des carburants sans émission de carbone fabriqués artificiellement à l’aide d’énergies renouvelables.

La technologie nécessaire vient d’entreprises comme Carbon Engineering et Sandia. Il existe plusieurs approches : certaines nécessitent une photosynthèse artificielle, d’autres utilisent des chimies plus conventionnelles, et séparent l’hydrogène et l’oxygène de l’eau grâce à un courant électrique.

C’est un domaine fascinant et qui vaut bien un article entier. Mais si vous avez l’intention d’investir dans des carburants liquides renouvelables, gardez bien à l’esprit que l’hydrogène peut être facilement produit à l’aide d’électricité renouvelable ; et qu’il pourrait bien être un choix populaire pour alimenter les avions du futur.

Le grand avantage de l’hydrogène, c’est sa densité énergétique spectaculaire, qui explique son utilisation dans les fusées. L’hydrogène est six fois plus puissant qu’une batterie, au kilo, (sans tenir compte du poids des piles à combustible nécessaires pour l’utiliser). Mais il doit être transporté dans de grands réservoirs très lourds, ce qui veut dire qu’il n’est actuellement pas aussi pratique que le kérosène pour les avions.

L’hydrogène peut être brûlé dans le moteur mais aussi être utilisé pour fabriquer de l’électricité dans une pile à combustible, qui peut ensuite alimenter des propulseurs électriques. Les piles à carburant d’Intelligent Energy (IEH-LES) sont optimisées pour le vol électrique et montrent précisément de quoi cette technologie est capable.

Ce n’est pas une technologie tordue mise au point par une start-up bizarre, c’est une entreprise cotée en bourse, avec un pédigrée impressionnant. Et Toyota en a développé une version terrestre qui semble déjà très prometteuse.
[NDLR : L’hydrogène aura une place de choix dans les transports terrestres et aériens de demain. Alors pourquoi attendre pour miser sur cette énergie du futur ? Elle vous attend ici, parmi les recommandations innovantes et futuristes de Ray Blanco]

Des avions entièrement électriques
Parallèlement, des avions à batteries électriques commencent à voir le jour. J’admets qu’il faudra une révolution en matière de batteries avant qu’elles ne commencent à être plus répandues sur le marché mais il existe de nombreuses utilisations de niche, où l’utilisation d’une batterie est parfaitement raisonnable. Les vols courts, pour passer d’une île à l’autre par exemple, sont idéaux, et des batteries lithium-ion ordinaires conviennent parfaitement dans ce cadre.

Cette technologie n’est pas nouvelle : les premiers avions électriques ont été mis au point dans les années 70. Mais aujourd’hui, de grands fabricants (comme Cessna) développent des modèles. De nouveaux concepts de batteries, comme le lithium-air, pourraient faire une grosse différence pour la viabilité et la banalisation de cette technologie dans des usages plus généraux.

Les avantages de la propulsion électrique sont évidents. Les moteurs d’avions sont assez gros et lourds, en plus d’être coûteux et compliqués. Les avions modernes sont en fait assez similaires aux avions à hélices : très peu d’air traverse l’avion en tant que tel. On appelle cela des moteurs à taux de dilution élevée ; ils sont gros, mais silencieux et efficaces.

Les moteurs électriques vous permettent de vous débarrasser complètement du moteur à réaction, pour ne plus utiliser que le propulseur. Ils sont relativement peu chers et facile à fabriquer et à maintenir en état. De bonnes nouvelles, si vous êtes un opérateur.

Les avions de ligne conventionnels ne disparaîtront sans doute pas d’ici demain, mais vous pouvez donc malgré tout vous attendre à des changements assez importants dans les décennies à venir. Des avions destinés à parcourir de petites distances pourraient bientôt être alimentés par batteries, et pour les avions long-courriers, un passage à l’hydrogène nous attend peut-être. Vous pourriez même partir en vacances en faisant un crochet par l’espace, un jour… Cool, non ?

Andrew Lockley

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