L’horizon est fixé à 2035, avec l’arrivée des premiers avions à hydrogène. Il est pourtant déjà grand temps de réfléchir à la manière dont ce nouveau carburant aéronautique pourra être produit et acheminé jusqu’aux appareils, de déterminer toute la chaîne d’approvisionnement, et d’envisager les infrastructures aéroportuaires adéquates. C’est tout l’enjeu du protocole d’accord signé le 21 juin par Airbus, Aéroports de Paris (ADP) et Air Liquide.
Dans un premier temps, les trois partenaires concentreront leurs efforts sur des études d’ingénierie dont les conclusions sont attendues dès la fin 2021. Cette première étape se décline en deux volets. Une première étude portera sur une trentaine d’aéroports dans le monde aux caractéristiques différentes, en termes de tailles, de trafic, de proximité avec des bassins industriels, pour envisager toutes les configurations. Une seconde étude portera spécifiquement sur les deux plus grands aéroports français : Paris-Orly (Val-de-Marne) et Roissy-Charles de Gaulle. L’ensemble doit permettre de déterminer les infrastructures nécessaires et de voir comment les faire coïncider avec les enjeux de sécurité, à la fois industriels et aéronautiques, et les enjeux économiques.
De l’hydrogène vert ou bas carbone
L’objectif étant de décarboner l’aviation, Air Liquide part donc d’un impératif d’hydrogène le plus décarboné possible. L’idéal est évidemment "l’hydrogène renouvelable vert produit à partir de l’électrolyse de l’eau", souligne Eric Prades, directeur partenariats, transition énergétique d’Air Liquide. Ce qui suppose un accès à de l’électricité verte pour alimenter les électrolyseurs capables de séparer les molécules d’hydrogène, ainsi qu’un déploiement très conséquent de telles unités de production, lesquelles sont encore rares et de taille modeste dans le monde. La seconde solution envisagée est celle d’un hydrogène bas carbone. Aujourd’hui, le principal moyen de production d’hydrogène reste celui du reformage de méthane à la vapeur (SMR), un procédé très carboné. Air Liquide dispose d’une technologie, Cryocap, qui permet de capter, par procédé cryogénique, du CO2 émis sur des installations SMR, permettant ainsi de produire un hydrogène bas carbone. Les travaux avec Airbus et ADP porteront donc sur ces deux solutions d’hydrogène vert et bas carbone.
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Des besoins colossaux
Un des points clés des travaux sera de définir les besoins en hydrogène. Ce qui dépendra des futurs avions aptes à utiliser ce carburant de demain, de leur nombre, de leur consommation et du nombre d’avitaillements nécessaires. D’ores et déjà, dans son intervention le 21 juin au Paris Air Show, Matthieu Giard évoquait des "quantités phénoménales". Membre du comité exécutif d’Air Liquide et directeur des activités Hydrogène, il précisait, en parlant uniquement d’hydrogène vert, qu’Air Liquide avait implanté une unité de "1,2 MW au Danemark il y a deux ans, de 20 MW au Québec cette année, et là on passe à 200 MW au Havre ces prochaines années. On va devoir faire ça fois dix, fois 100 pour le domaine aérien".
Production locale ou acheminée via des bassins industriels
Pour avitailler les avions en hydrogène, il y a deux solutions : construire des unités d’électrolyse dans l’enceinte ou le périmètre immédiat des aéroports ou acheminer des volumes depuis l’extérieur, par pipeline et surtout pas par camion (à moins de camions à hydrogène…). Dans le premier cas, cela nécessitera ainsi de l’emprise au sol sur le site aéroportuaire, plus ou moins grande selon les besoins. Dans le second, il faudra un lien direct et des synergies avec des bassins industriels voisins. Cette solution "sera envisageable avec des aéroports situés à une distance d’une centaine de kilomètres. En France, nous avons le projet de 200 MW en Normandie. Il y aura aussi des possibilités autour d’Amsterdam (Pays-Bas), ou en Asie, comme dans la périphérie de Tokyo ou celle de Séoul", commente Eric Prades, d’Air Liquide.
Stockage et avitaillement
Utiliser l’hydrogène pour les avions nécessitera aussi un certain nombre d’infrastructures annexes sur un aéroport, en premier lieu pour le stockage de volumes d’hydrogène. Des équipements de cryogénie extrême seront aussi indispensables, le schéma étant d’utiliser de l’hydrogène sous forme liquide à bord des appareils, donc maintenu à -256 degrés. Air Liquide, Airbus et ADP vont devoir aussi se pencher sur les équipements et les systèmes pour l’avitaillement, qui différeront des systèmes actuels avec du kérosène ou des biocarburants, lesquels peuvent utiliser les mêmes circuits et procédures mais qui ne conviendront pas à l’hydrogène. Eric Prades relève aussi que le "cahier des charges des avionneurs pour le temps d’avitaillement en hydrogène se fixe pour objectif la situation actuelle avec le kérosène pour la bonne rotation des avions". Faire aussi vite, donc, qu’aujourd’hui.
Enjeux sécuritaires et économiques
Les études devront évidemment prendre en compte les impératifs de sécurité industrielle, pour la production et la distribution d’hydrogène, et de sécurité en vigueur dans l’aviation. La question économique sera aussi cruciale pour produire de l’hydrogène et l’amener au pied des avions à un prix compétitif. "L’écosystème des aéroports est existant, il est ancré, l’enjeu est d’y amener l’hydrogène pour l’utiliser au mieux", résume Matthieu Giard. Ajoutant que pour un industriel comme Air Liquide, il y a, sur ce dossier, "besoin de visibilité, besoin d’un cadre réglementaire et aussi d’aides financières pour démarrer toute cette chaîne de valeur".
