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Un peu d'hydrogène dans un monde de kérosène

Hydrogène

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Hycarus(1) a quatre ans et se porte très bien. Il est aussi l'objet de toutes les attentions d'Aline Hoffmann, ingénieur chez Air Liquide. Hycarus, c'est le nom qui a été donné au projet de recherche sur une pile à combustible destinée à l'aviation. Ou comment trouver de nouveaux moyens pour générer de l'électricité à bord. Et tout n'est pas forcément simple…

Aline, pouvez-vous nous parler de votre parcours jusqu'à Air Liquide ?

Après mes études à l'Université de Technologie de Compiègne, je me suis spécialisée dans les process et filières thermiques et énergétiques. Un sujet m'intéressait particulièrement : le biogaz. Utiliser des déchets pour en faire une source d'énergie, l'idée me plait ! Aujourd'hui, on peut produire de l'hydrogène à partir de biométhane. Cet hydrogène est au cœur d'Hycarus. C'est vrai que l'aéronautique, les avions sont des domaines que je ne connaissais pas. Mais en tant qu'ingénieur, je pense que tous les sujets peuvent devenir passionnants. Ma mission, c'est de résoudre les problèmes. D’ailleurs, avant d'intégrer Air Liquide, mon premier métier consistait à homologuer des tracteurs !

    

Au-delà de sa mission première, Hycarus ouvrira de nouvelles perspectives.

Hycarus a d'abord été conçu pour alimenter l'espace cuisine (appelé galley). Les résultats obtenus pourraient ensuite dériver vers d’autres fonctions. Par exemple, remplacer le RAT (Ram Air Turbine), cette petite éolienne de secours que l'avion déploie en cas de panne moteur pour générer de l'électricité et permettre d'atterrir. Ou alimenter l’APU (Auxiliary Power Unit), à savoir le groupe qui dessert les différents systèmes de bord quand l’avion est au sol, moteurs à l’arrêt. Après, rien ne nous empêche d'imaginer un futur où l'avion fonctionnerait intégralement avec de l'électricité produite par l'hydrogène !

Air Liquide a créé un système de stockage multifonctionnel de l'hydrogène pouvant stocker de l'hydrogène, résistant aux hautes pressions.

Qu'est-ce qui vous passionne, en tant qu'ingénieur, dans ce projet ?

La multiplicité des sujets à régler. Ce qui va du design de cet équipement jusqu'aux questions de sécurité. Un exemple très simple : comment évacuer l'hydrogène en cas de surpression ? Dehors, forcément, à l'aide d'un tuyau. Mais que se passe-t-il si le gaz s'enflamme à l'extérieur, sachant que la paroi des avions, relativement fine, ne doit pas prendre la chaleur... Une problématique parmi tant d'autres.

Justement, comment parvient-on à régler toutes ces questions très concrètes, quand Hycarus n'est encore qu'un outil en phase de maquette ?

C'est ce qui explique la durée d'un tel projet. Je travaille dessus depuis le début, presque à plein temps. Une première phase de six mois a permis de définir les besoins, les attentes de performance des différents acteurs (quantité d'hydrogène nécessaire, débits à fournir, exigences de sécurité...). Deuxième étape : trouver les composants de stockage. Sachant que les composants pour l'hydrogène en aéronautique, ça n'existe pas ! Et peu de fournisseurs ont pu s'intégrer à ce projet pour des questions d'assurances. Nous nous sommes donc appuyés sur notre expertise acquise avec le développement des stations hydrogène, en sélectionnant des composants performants, à même de passer la qualification aéronautique. Beaucoup de contraintes balisent la conception de ce système : sécurité, vibration, poids, volume… Nous devons justifier chacun de nos choix.

Vient alors l’assemblage.

C'est la troisième étape. Elle s’accompagne d’un process complexe de vérification en matière de conformité et de traçabilité. C'est aussi lors de l'assemblage qu'on se rend compte des limites du dessin 3D. On découvre toujours quelques surprises ! Mais s'il n'y avait pas de problèmes, il n'y aurait pas d'ingénieurs...

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Où en est Hycarus aujourd'hui ?

Des essais sont en cours sur le réservoir et la pile est testée par Zodiac Aerospace. Elle sera ensuite soumise à différents tests de qualification environnementale. Mais le grand moment, ce sera fin 2017, pour le premier test en vol.

Sereine ?

Sereine et impatiente !

Plus d'infos sur www.hycarus.eu

HYCARUS (HYdrogen Cells for AiRborne USage)

Projet européen à l'initiative du FCH JU* (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking), visant à démontrer que l'on peut utiliser de l'hydrogène pour alimenter une pile à combustible et fournir ainsi de l'électricité dans un avion. Pour cela, Air Liquide travaille en collaboration avec Zodiac Aerospace, Dassault et le CEA depuis 2013. Air Liquide a créé un système de stockage multifonctionnel de l'hydrogène pouvant stocker de l'hydrogène, résistant aux hautes pressions, suffisamment grand pour embarquer la masse nécessaire. Ce gaz doit être amené à une pression acceptable pour une pile à combustible, qui produit alors de l'électricité.                                                  Aero-24-produit-modifie.png

(1) En partenariat avec Zodiac Aerotechnics (coordinateur), le CEA, Dassault Aviation, le JRC-IET, l'INTA, ARTTIC, Zodiac Aeroelectric, Zodiac Galleys Europe sro, Zodiac CABIN & CONTROL

(2) FCH JU : partenariat public/privé composé de 3 membres : l'Union Européenne représentée par la Commission Européenne, les industries européennes représentées par le groupe NEW IG et le monde scientifique représenté par le groupe N.ERGHY. Le projet Hycarus a reçu un financement du septième programme cadre (7e PC) de l'Union européenne pour l'initiative technologique sur les piles à combustible et l'hydrogène (FCHJU) dans le cadre de la convention de subvention n ° 325342.

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© Laurent Lelong

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