L’entreprise d’ingénierie britannique Reaction Engines et l’agence gouvernementale du Royaume-Uni Science and Technology Facilities Council (STFC) viennent de terminer une étude pilote conjointe afin d’utiliser l’ammoniac comme carburant pour les avions. A terme, le projet ambitionne de développer une alternative au kérosène "véritablement écologique", précise un communiqué du 18 août.
Uniquement à base d’ammoniac et d’hydrogène, le carburant n’émettrait pas de CO2 et brûlerait de manière stable, comme les équivalents conventionnels. "La densité de l'ammoniac liquide permet d'utiliser des configurations classiques et il est possible d'adapter un moteur existant, donnant un avion à réaction sans carbone qui pourrait être rapidement mis en service, bien avant l'objectif de 2050 actuellement fixé par l'industrie", ajoute le communiqué.
Une installation similaire à celle d'un avion classique
Le nouveau système de Reaction Engines se base sur une technologie d’échangeur de chaleur développé par l’entreprise pour son moteur SABRE. L'ammoniac est ainsi stocké sous forme de liquide réfrigéré et pressurisé dans les ailes de l'avion, exactement là où se trouve traditionnellement le kérosène. Récupérée par l’échangeur, la chaleur du moteur réchauffe l’ammoniac au fur et à mesure. Un catalyseur se charge d’en changer une partie en hydrogène. Le mélange est ensuite acheminé vers le réacteur, où il brûle comme un carburant classique. Les émissions sont cependant principalement composées d’azote et de vapeur d’eau.
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"Notre étude a montré qu'un moteur d'avion à réaction alimenté à l'ammoniac pouvait être adapté à partir des moteurs actuellement disponibles, et que l'ammoniac comme carburant ne nécessite pas de repenser complètement la conception des avions civils tels que nous les connaissons aujourd'hui", explique le docteur James Barth, responsable de l'ingénierie chez Reaction Engines, cité dans le communiqué. "Cela signifie qu'une transition rapide vers un avenir durable pour l'aviation est possible à faible coût".
Une solution qui intéresse l'industrie
Depuis plusieurs années, l’ammoniac intéresse l’industrie car il pourrait permettre une production d’électricité neutre en carbone, offre une bonne densité énergétique et dispose d’un réseau de transport et de stockage déjà établi, contrairement par exemple à l’hydrogène. Le secteur maritime le considère également comme une bonne et peu coûteuse alternative. L’avion-fusée X-15 s’en servait également pour ses missions suborbitales dans les années 50 et 60.
Hormis quelques rares initiatives récentes, la quasi-totalité des avions actuels volent au kérosène, qui entraîne de fortes émissions de dioxyde de carbone, d’oxyde de soufre et de suie. Alors qu’elle s’est montrée adaptable à l’automobile, la technologie de l’électrique n’offre pas, pour l’instant, une densité énergétique suffisante pour proposer une autonomie convenable aux appareils de ligne sans prendre trop de place.
Un prototype pour bientôt
Un problème similaire se pose avec l’hydrogène. Son stockage à l'état liquide cryogénisé requiert de repenser entièrement les configurations des avions, et donc d’enlever des sièges par exemple. Même s’ils sont envisagés (notamment dans la stratégie bas carbone du gouvernement français), les biocarburants nécessiteront toujours plus de terre arable pour être produits et n’empêchent pas les émissions de suie.
De leur côté, les premières expérimentations réalisées par Reaction Engines et le STFC seraient concluantes et auraient permis une production réussie du carburant. Un prototype au sol devrait bientôt voir le jour. Selon l’entreprise britannique, "le vol zéro émission pourrait devenir une réalité dans quelques années".
