L’aérien fait de la transition énergétique sa priorité. Ce secteur est l’un des plus gros pollueurs au monde, il est donc temps de réfléchir à des solutions pour décarboner l’avion de demain. Le département Mécanique des structures et Matériaux (DMSM) de l’ISAE- SUPAERO, (l’École nationale supérieure de l’aéronautique et de l’espace) travaille aux côté d’Airbus pour accélérer l’utilisation de l’hydrogène.
L’hydrogène implique de grands changements
L’hydrogène figure comme le meilleur candidat pour décarboner l’avion de demain. Selon les chercheurs, ce combustible doit être la solution privilégiée par les avionneurs à l’horizon 2035. Cependant, cela ne se fera pas du jour au lendemain. En effet, son utilisation requiert des développements technologiques. Plusieurs critères sont à prendre en compte.
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Le plus grand défi est certainement la conservation de l’hydrogène sous sa forme liquide. Comme l’expliquent les chercheurs : « il est en effet nécessaire de le maintenir à de très basses températures, -252°C et d’en maîtriser le caractère volatile. Son stockage impose par ailleurs l’utilisation de réservoirs de très grande capacité volumique ».
C’est pour cette raison que l’architecture et le design des avions doit être totalement repensé. Les chercheurs de l’ISAE- SUPAERO mise justement sur « l’aile volante ». Ils précisent que : « sans fuselage, ni empennage, « l’aile volante » pourrait offrir de nombreux avantages en matière de performance, d’intégration mécanique et de systèmes. Son développement pose toutefois un certain nombre de défis techniques et réglementaires ».
Le travail des matériaux sera essentiel
Les chercheurs de l’ISAE-SUPAERO doivent relever un défi majeur dans le cadre de ce projet : parvenir à faire cohabiter différentes fonctions dans le même matériau. Ils doivent notamment anticiper la tolérance aux dommages, les comportements dynamiques, la contrôlabilité des structures à l’aide de capteurs et d’adaptateurs intelligents… Un véritable casse-tête. Toutes les fonctions de l’avion de demain seront intrinsèquement interdépendantes les unes des autres.
Yves Gourinat, enseignant-chercheur à l’ISAE-SUPAERO, précise que : « pour répondre à ces problématiques, les matériaux devront être polyvalents, multicouches et intelligents. L’approvisionnement en fluides cryogéniques tels que l’hydrogène, nous contraint à définir des matériaux capables de respecter certaines caractéristiques physiques. Ils doivent être isolants, rigides, étanches, résistants et être envisagés dans la perspective d’une future certification, ce qui implique une prise en compte globale des sources, procédés et recyclage ».
La promesse d’Airbus est de lancer un avion neutre en carbone pour 2035. De nombreux détails devront être pris en compte si l’hydrogène devient la norme de l’aérien. Cela impose notamment des changements en termes d’infrastructures au sein même des aéroports. Airbus utilise aujourd’hui ce combustible pour ses satellites ou pour la fusée Arianne. Si demain les avions en profitent également, tout le secteur de l’aéronautique devra s’adapter.
