L’hydrogène peut-il remplacer le kérosène ?

Face à l'urgence climatique, l'industrie aéronautique s'est fixé un objectif ambitieux : le "zéro émission nette" d'ici 2050. Dans cette quête, l'hydrogène apparaît comme le candidat le plus sérieux pour détrôner le kérosène, utilisé depuis les débuts de l'ère du jet. Cependant, passer d'un carburant liquide stable à un gaz hautement inflammable et complexe à stocker ne se fait pas d'un simple claquement de doigts. Le duel technologique entre l'hydrogène et le kérosène est lancé, et ses enjeux vont bien au-delà de la simple propulsion.

Réponse rapide : L'hydrogène a le potentiel de remplacer le kérosène pour les vols courts et moyens-courriers d'ici 2035. Sa combustion ne rejette que de la vapeur d'eau. Toutefois, ses défis de stockage (volume 4x supérieur au kérosène) et d'infrastructures limitent pour l'instant son usage sur les très longues distances.

Pourquoi l'hydrogène est-il le candidat idéal pour l'avion vert ?

L'intérêt pour l'hydrogène ne date pas d'hier, mais les progrès récents en font désormais une alternative crédible au pétrole.

Un bilan carbone imbattable

Contrairement au kérosène, qui libère du $CO_2$ et des oxydes d'azote ($NO_x$) lors de sa combustion, l'hydrogène utilisé dans une pile à combustible ne rejette que de la vapeur d'eau. Même en combustion directe dans une turbine, les émissions de $CO_2$ sont nulles.

Une densité énergétique massique exceptionnelle

Sur le papier, l'hydrogène est un champion. À masse égale, il contient environ trois fois plus d'énergie que le kérosène. Cela signifie qu'avec 1 kg d'hydrogène, on pourrait théoriquement aller plus loin qu'avec 1 kg de kérosène. Mais ce n'est qu'une partie de l'équation.

Les obstacles majeurs : pourquoi le kérosène résiste-t-il encore ?

Si l'hydrogène est si énergétique, pourquoi n'équipe-t-il pas déjà nos avions ? La réponse tient en deux mots : volume et température.

Le problème du stockage : une question de place

Le principal défaut de l'hydrogène est sa faible densité volumique. À l'état gazeux, il prend une place immense. Pour l'utiliser dans un avion, il faut :

1. Le comprimer à des pressions extrêmement élevées (700 bars).

2. Le liquéfier en le refroidissant à $-253°C$.

Même liquide, l'hydrogène occupe quatre fois plus de volume que le kérosène pour la même quantité d'énergie. Cela oblige les ingénieurs à repenser totalement l'architecture des avions : adieu les réservoirs dans les ailes, bonjour les réservoirs cylindriques massifs dans le fuselage.

Les infrastructures aéroportuaires à transformer

Remplacer le kérosène implique de reconstruire toute la chaîne logistique des aéroports. Il faudra produire de l'hydrogène "vert" (par électrolyse de l'eau) en quantités industrielles, le transporter et le stocker à des températures cryogéniques au pied des pistes, un défi logistique colossal pour 2026 et au-delà.

Comparatif technique : Hydrogène liquide vs Kérosène JET A-1

Les deux modes de propulsion à l'étude

Pour remplacer le kérosène, les chercheurs explorent deux voies distinctes, chacune ayant ses propres avantages.

1. La combustion directe (Turbine à hydrogène)

On modifie les moteurs actuels (turboréacteurs) pour qu'ils brûlent de l'hydrogène au lieu du kérosène. C'est la solution privilégiée pour les avions de grande taille. Airbus teste actuellement cette technologie avec son programme de démonstrateur sur un A380.

2. La pile à combustible (Propulsion électrique)

L'hydrogène est transformé en électricité via une pile à combustible, qui alimente ensuite des moteurs électriques entraînant des hélices. C'est une solution extrêmement silencieuse et totalement propre, idéale pour l'aviation régionale (moins de 100 places).

Le calendrier : quand verrons-nous des avions à hydrogène ?

Le kérosène ne disparaîtra pas du jour au lendemain. La transition sera progressive et segmentée.

• 2025 - 2028 : Multiplication des prototypes de petits avions régionaux (acteurs comme ZeroAvia ou Universal Hydrogen).

• 2035 : Date cible fixée par Airbus pour l'entrée en service du premier avion commercial "ZEROe" à hydrogène pour des trajets court/moyen-courriers.

• Après 2040 : Possible généralisation, mais le kérosène (ou ses substituts durables, les SAF) restera probablement nécessaire pour les vols très longue distance (ex: Paris-Tokyo) à cause du volume des réservoirs requis.

Conclusion : Complémentarité plutôt que remplacement total ?

L'hydrogène peut-il remplacer le kérosène ? La réponse est oui pour les missions régionales et continentales, mais le défi reste immense pour le long-courrier. En 2026, l'industrie s'oriente vers un mix énergétique : l'hydrogène pour le court-courrier et les carburants durables (SAF) pour le reste du réseau. Une chose est sûre, la suprématie absolue du pétrole dans le ciel touche à sa fin.