Airbus Iron Pod : essai réussi de la pile à combustible qui révolutionne l'aviation

Le 16 janvier dernier Airbus annonçait avoir mis sous tension l’Iron Pod, le futur système de propulsion à hydrogène conçu pour l’avion concept électrique ZEROe.  En plus du système de pile à combustible à hydrogène, la nacelle de fer contient les moteurs électriques nécessaires pour faire tourner une hélice et les unités qui les contrôlent et les maintiennent au frais. Sa mise sous tension réussie à 1,2 mégawatts constitue une étape clé sur la voie de la réalisation d’un avion à propulsion hydrogène d’ici 2035.

On vous le rappelle, en 2020, Airbus avait partagé avec le public quatre concepts d’avions propulsés à l’hydrogène. Trois utilisaient des moteurs à combustion d'hydrogène et des moteurs hybrides pour l'alimentation, et le quatrième était entièrement électrique, utilisant des piles à combustible à hydrogène et un système de propulsion à hélice. Ces piles à combustible fonctionnent en transformant l'hydrogène en électricité grâce à une réaction chimique. Le sous-produit de la réaction est du simple H2O, ce qui entraîne des émissions presque nulles.

L’énorme potentiel des piles à combustible à hydrogène pour décarboner l’aviation en a fait l’une des technologies privilégiées pour le démonstrateur. Cependant, de nombreux défis restaient à relever. En effet, même si ces piles existaient déjà sur le marché au début du projet, aucune ne fournissait l'énergie nécessaire pour propulser un avion tout en restant à un niveau de poids acceptable. Ainsi, en octobre 2020, l’avionneur a créé Aerostack, une joint-venture avec ElringKlinger, pour développer des piles à combustible à hydrogène qui seraient au cœur du système de propulsion électrique d'un avion ZEROe.

Des tests approfondis sur le système de pile à combustible ont eu lieu à Ottobrunn, en Allemagne, à seulement 13 kilomètres de Munich, à l'E-Aircraft System House (EAS), le plus grand centre d’essais de systèmes de propulsion et de carburants alternatifs en Europe.

En juin 2023, Airbus annonçait une campagne de tests réussie du système de pile à combustible à hydrogène, qui avait atteint sa pleine puissance de 1,2 mégawatts. Il s'agissait alors du test le plus puissant jamais réalisé dans l'aviation d'une pile à combustible conçue pour les avions à grande échelle, ce qui a ouvert la voie à la prochaine grande étape du projet : l'intégration du système de propulsion complet avec le moteur électrique.

En octobre 2023, après avoir terminé avec succès les tests du groupe motopropulseur à 1 mégawatt, les moteurs électriques de la nacelle de fer ont été alimentés pour la première fois par des piles à combustible à hydrogène.

Mathias Andriamisaina, responsable des tests et de la démonstration du projet ZEROe s’en réjouit : « ce fut un moment énorme pour nous car l'architecture et les principes de conception du système sont les mêmes que ceux que nous verrons dans la conception finale. Le canal de puissance complet fonctionnait à 1,2 mégawatts, la puissance que nous souhaitons tester sur notre démonstrateur A380. »

Car il est primordial d’observer la manière dont les nombreux systèmes interagissent au cours de ces tests pour permettre les prochaines étapes du projet, comme nous l’explique Hauke Peer-Luedders, responsable du système de propulsion à pile à combustible chez ZEROe :

 « Ce processus nous permet d'apprendre quels changements doivent être apportés pour que la technologie soit apte au vol. Nous mesurons le fonctionnement du système de propulsion dans son ensemble en testant la puissance nécessaire à plusieurs phases de vol différentes, comme le décollage, où nous atteignons les niveaux de puissance maximum, et la croisière, où nous utilisons moins de puissance mais sur une période de temps plus longue. »

Les tests se poursuivront sur cette première version du pod de fer tout au long de 2024. Une fois terminés, il faudra optimiser la taille, la masse et les qualifications du système de propulsion pour répondre aux spécifications de vol. Les qualifications incluent les réactions du système aux vibrations, à l’humidité et à l’altitude, entre autres.

Enfin, le système de propulsion à pile à combustible sera installé sur la plateforme d'essais en vol multimodal ZEROe – le tout premier A380 jamais produit par Airbus, MSN001. S’en suivront les tests au sol des systèmes avant l’étape définitive de leurs tests en vol sur l’A380, actuellement prévue pour 2026.

Avec ces test réussis du système Iron Pod, Airbus poursuit sa feuille de route afin de commercialiser le premier avion commercial au monde propulsé à l’hydrogène d’ici 2035.