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Faits saillants - Générer de l'électricité pour les avions de demain
Le 3 janvier 2012 — Ottawa, Ontario
Si son aspect, son arôme et son goût étaient des plus ordinaires, la manière dont ce café a été préparé l’était beaucoup moins. Le 22 novembre, le Conseil national de recherches (CNRC) et Boeing Commercial Airplanes ont en effet fait du café avec du pouvoir généré par de l’hydrogène, prouvant que les piles à combustible à hydrogène pourraient servir à procurer de l’électricité dans les avions.
L’évènement, qui s’est déroulé sur le campus de l’Institut des technologies aérospatiales de la Colombie-Britannique, à Richmond, dans la même province, prouve qu’il n’y a aucun danger à se servir de piles à combustible pour produire plus d’électricité en aéronautique. La pile ne libère pas d’émissions et, en convertissant près de 60 % de son combustible en électricité, elle pourrait s’avérer plus efficace que la turbine à gaz de l’appareil.
L’agent technique du CNRC Eric Fuller vérifie le système à pile à combustible dans la soute du Boeing 737. Le réservoir (à gauche) fournit l’eau aux cafetières de l’appareil.
Soute arrière du Boeing 737, où se trouve le système à pile à combustible. Sur la photo, on aperçoit aussi l’équipement servant à recharger le réservoir d’hydrogène.
« Boeing croit qu’il est important de veiller à la pérennité à long terme des déplacements aériens », explique Mark Rossetto, chercheur au CNRC. « Face au coût élevé des carburants et à la nécessité de réduire les émissions, chaque petite amélioration au niveau du rendement énergétique est une bonne nouvelle pour l’industrie. »
Le projet a débuté en août 2010, quand Boeing a demandé à l’Institut d’innovation en piles à combustible du CNRC de l’aider à mettre au point un système qui permettrait de faire fonctionner un groupe électrogène à pile à combustible à bord d’un avion. Joe Breit, chercheur principal sur les technologies des piles à combustible chez Boeing, a déclaré : « une des raisons principales pour lesquelles nous voulions travailler avec le CNRC est qu’ainsi, nous profiterions de ses connaissances sur la sécurité de l’hydrogène. »
Forte du savoir-faire du CNRC, l’équipe de M. Rossetto a conçu une pile et un système de stockage de l’hydrogène qu’on peut installer dans la soute d’un avion et qui alimentera en toute sécurité et de manière fiable des appareils à bord. Avec le concours de plusieurs fournisseurs canadiens, les chercheurs ont intégré le système en un groupe électrogène alimentant l’office d’un Boeing 737-200 désaffecté. En cours de route, ils ont surmonté divers obstacles associés aux limites de l’avion, notamment celles de la température, du poids, de l’encombrement et de la facilité d’accès.
Un réseau électrique volant
Lors d’un vol transocéanique, un gros porteur peut brûler au-delà de 100 000 litres de carburant d’aviation, « dont une grande partie sert à produire de l’électricité », affirme Mark Rossetto, du CNRC. Le nouveau 787 de Boeing est essentiellement un mini réseau électrique volant. Il consomme environ 20 % moins de carburant que ses prédécesseurs, mais a besoin d’approximativement un mégawatt d’électricité, produite à bord.
L’office du Boeing 737, entièrement alimenté par le système à pile à combustible.
« Nous aimerions que les piles à combustible alimentent l’office, car les moteurs n’auraient plus à produire autant d’électricité et nous utiliserions une source d’énergie renouvelable non polluante », explique M. Breit. « En outre, l’office consomme une proportion importante de l’électricité utilisée dans un avion. »
Maintenant que la preuve est faite, il reste « à installer et à utiliser la pile sur un avion en vol », poursuit M. Rossetto, précisant qu’il faudra entreprendre des essais plus rigoureux et procéder à divers perfectionnements avant que le système soit prêt pour l’embarquement. Le CNRC envisage notamment la possibilité de poursuivre les travaux avec Boeing, faisant valoir son expertise dans les domaines de la sécurité de l’hydrogène, de la modélisation et de la création de capteurs.
Selon les partenaires, plusieurs années s’écouleront avant que les premières piles à combustible à hydrogène fassent leur apparition sur les avions commerciaux. Au départ, elles serviront sans doute à alimenter des applications secondaires comme l’office et les systèmes de divertissement.
