Carburant : Hydrogène

[invite65c53fa9]

Pourquoi forcément de l'hydrogène pour les avions ? On peut faire des carburants "classiques" sans pétrole (biocarburants de seconde génération, carburant de synthèse à partir de charbon...)

Bonjour
Tu as raison. Il y a des arguments techniques contre les biocarburants et le charbon (par exemple, les ressources en charbon ne sont pas inépuisables, surtout quand on commercera à en extraire beaucoup plus pour commencer à compenser la hausse rapide des prix du pétrole ; le coût de synthèse à/p du charbon est élevé ; la réalisation de biocarburants en grand volume se heurte vite à la nécessité de nourrir les gens ou de laisser quelques forêts). Mais elles peuvent être surmontables.

Mais surtout, le poids du transport aérien dans l'émission de CO2 se 'verra' de plus en plus dans un système global où (1) les pays deviendraient vertueux et limiteraient réellement leurs émissions ou bien (2) ils ne deviendraient pas vertueux, et grilleraient de plus en plus vite le restant d'hydrocarbures acccessibles et passeraient donc rapidement au charbon (et alors toutes économies possibles sur le dégagement de CO2 sera bonne à prendre). L'idée des travaux était donc de réaliser des avions à zéro émission CO2. Rappel : le trafic aérien (en sièges/km ou tonnes/km) aérienne devrait doubler d'ici 15 ans. Je ne pense pas que 'nous' accepterons que le transport aérien représente plus de 15% à 20% de nos émissions de CO2.

Enfin, l'équilibre économique du transport aérien est très particulier. C'est probablement le seul secteur qui soit en croissance constante (4% à 5% par an) et qui fasse, en moyenne, perdre de la valeur à ses actionnaires depuis 50 ans. Le prix d'achat du carburant représente 25% à 30% du prix de vente, selon les cas. Il peut doubler mais il ne peut pas être multiplié par 3 ou 4 sans que les prix n'augmentent significativement, donc que les volumes baissent, donc que les prix n'augmentent encore, etc. Cette dynamique diverge vite.

Cette sensibilité au coût fait qu'on n'emploiera pas un substitut hydrocarbure du pétrole UNIQUEMENT pour l'aviation. L'aviation n'est pas une niche, si tu veux. Illustration : prenons un carburant synthétisé à/p du charbon. Ou bien il 'n'est pas trop cher' (mettons < 1000 $ / t sortie d'usine). Il permet au transport aérien de vivre. Mais il est aussi accessible pour l'industrie, l'automobile, l'agriculture. Nos émissions de CO2 continuent d'augmenter. Pas de réduction de consommation, pas d'incitation à la diminution d'émission. Scenario difficilement tolérable, non ?
Ou bien il est 'trop cher pour les autres secteurs' (mettons >2000$ / t, sans certitude, ça nécessiterait une approche économique qui me dépasse) : et il est aussi 'trop cher' pour le transport aérien.

Déjà, le fait que le carburant aviation soit detaxé est certes réaliste (il y aurait toujours un petit pays qui n'appliquerait pas de taxe et où toutes les compagnies viendraient faire le plein) mais n'en est pas moins aberrant : les passagers du train paient pour les passagers des avions.

Donc transport aérien de masse <=> carburant pas cher. Je n'ai pas fait le calcul, mais j'ai le sentiment que si on réintégrait les externalités aujourd'hui, même prudemment, dans le prix du billet, on supprimerait le transport aérien (et non 'on diminuerait son volume').

PS Je ne suis pas un religieux des avions à H2, j'ai juste eu l'occasion de creuser le sujet. Si on peut trouver des process plus simples, et tolérables selon les critères du moment (économie, ou bien CO2), je suis d'accord qu'ils 'gagneront'. C'est ce qu'espère le management des constructeurs, sans vraiment le rationnaliser.
-----

[Cécile]

Bonjour
Tu as raison. Il y a des arguments techniques contre les biocarburants et le charbon (par exemple, les ressources en charbon ne sont pas inépuisables, surtout quand on commercera à en extraire beaucoup plus pour commencer à compenser la hausse rapide des prix du pétrole ; le coût de synthèse à/p du charbon est élevé ; la réalisation de biocarburants en grand volume se heurte vite à la nécessité de nourrir les gens ou de laisser quelques forêts). Mais elles peuvent être surmontables.

Oui, mais il y a les mêmes arguments techniques sur la production de l'hydrogène. A partir de méthane ? épuisable. A partir d'électricité nucléaire ? cher, et déchets nucléaires. A partir d'électricité renouvelables ? encore bien plus cher. A partir de biomasse ? cher et pas au point, et autant faire du carburant liquide.

Donc il y a ces difficultés de production, et on ajoute des difficultés d'utilisation (stockage, fuites, coût des piles à combustible...). Ce n'est pas viable.

A long terme, ce qui peut éventuellement être envisagé, c'est un transport aérien à base de biocarburants de deuxième et troisième génération. Les voitures rouleraient à l'électricité (soit tout électrique, soit hybrides avec une grande autonomie électrique et recharge sur secteur), tandis que le ferroutage se développerait.
Les biocarburants seraient donc réservés aux avions et à quelques usages routiers limités.
Ca demandera beaucoup beaucoup de boulot, ce ne sera pas forcément super vert, mais ça me paraît le plus crédible, bien plus crédible en tout cas que l'hydrogène.

[invite65c53fa9]

Une fuite d'un liquide à -250°C sur la structure de l'avion, à moin avis, pas bon...
Quant au stockage sous pression, il faudrait alors un réservoir bien costaud, et donc bien lourd. Pas bon
Et comme la densité énergétique sera faible, alors il faudra un gros réservoir, qui aura donc des répercutions sur la surface frontale de l'avion. Pas terrible pour voler vite. Pas bon non plus

Bonjour
Je parlais plutot des risques d'inflammation, explosion etc. lors des pleins ou en cas d'accrochage léger au roulage. Tu as raison, la structure n'aimerait pas avoir quelques cm2 avec 200° de différence. Mais ça semble contrôlable. Le plus sportif, c'est plein de détails technologiques intéressants : rinçage maniaque des canalisations à l'azote après usage, pompes de mise en pression et injection dans les moteurs... Tout cela marche dans les lanceurs, mais pas 10h / j toute l'année. Mais ce sont des technologies faisables. Les militaires US ont fait voler un bombardier propulsé (de mémoire en partie) à l'H2 dans les années 50.

Les réservoirs sont assez largement maîtrisés, grâce aux lanceurs cryogéniques, qui ont aussi des problèmes de masse, et les ingénieurs les plus prudents n'étaient pas inquiets.

La surface frontale augmente, certes, mais l'augmentation est compensée par une baisse considérable de la masse au décollage (quasiment 100t de moins sur un A380) => moins de trainée ; et surtout par un retour à la raison sur les vitesses. La poussée nécessaire pour un A380 H2 à 650km/h serait très inférieure à celle du même, consommant du petrole, à 940km/h.

PS c'est la densité de l'H2 qui est faible ; sa densité énergétique est, elle, élevée. Mais on se comprend.

[invite65c53fa9]

Oui, mais il y a les mêmes arguments techniques sur la production de l'hydrogène. A partir de méthane ? épuisable. A partir d'électricité nucléaire ? cher, et déchets nucléaires. A partir d'électricité renouvelables ? encore bien plus cher. A partir de biomasse ? cher et pas au point, et autant faire du carburant liquide.

Bien sûr, l'utilisation du méthane etc. est doublement perdante : CO2 (à moins de sequestrer ??) et autant bruler directement le vecteur d'origine.

L'H2, s'il doit être utilisé (ce qui me paraît, je l'ai dit, peu probable, mais pas pour les mêmes raisons que vous) ne peut être produit que par 2 sources :
- nucléaire (mais cf mon calcul : >1000 centrales pour alimenter la flotte actuelle => difficile à envisager)
- solaire a concentration. C'est là dessus que j'avais participé à des réflexions intéressantes, qui ont contribué au projet Desertec. L'équilibre économique devient intéressant car les coûts du solaire a concentration sont siginificativement de la main d'oeuvre, qui n'est pas chère là où il y a du soleil. Donc on développe l'économie locale et on produit de l'H2 économique, pour faire court.

Ce qui serait drôle, c'est que les flux de trafic seraient forcés de s'y adapter : on peut produire de l'électricité en Algérie et la rapatrier en Europe, mais on ne peut pas vraiment transporter de l'H2. Les avions seraient donc forcés de faire le plein dans les pays chauds (avec qqs centrales nucléaires d'appoint dans les pays tempérés). Et comme ces pays chauds deviennent plus riches, justement à cause de la production d'énergie, ils utilisent plus l'avion. Ce qui recréait un cycle positif pour l'économie aérienne, mais décalée de 2000 km vers le sud.

Donc il y a ces difficultés de production, et on ajoute des difficultés d'utilisation (stockage, fuites, coût des piles à combustible...). Ce n'est pas viable.

Oops bien sûr, on n'embarque pas de pile à combustible. D'abord, je ne suis pas sûr qu'on trouverait assez de catalyseur (mais bon, pas spécialiste). Surtout, ce serait absurde. On brûle directement l'H2 dans les moteurs.

A long terme, ce qui peut éventuellement être envisagé, c'est un transport aérien à base de biocarburants de deuxième et troisième génération. Les voitures rouleraient à l'électricité (soit tout électrique, soit hybrides avec une grande autonomie électrique et recharge sur secteur), tandis que le ferroutage se développerait.
Les biocarburants seraient donc réservés aux avions et à quelques usages routiers limités.
Ca demandera beaucoup beaucoup de boulot, ce ne sera pas forcément super vert, mais ça me paraît le plus crédible, bien plus crédible en tout cas que l'hydrogène.

Je comprends bien et ça semble raisonnable. Mais je redis que :

- ou bien tes biocarburants sont assez économiques pour le transport aérien, et alors ils le sont aussi pour des applications très larges ; et alors ils seront mécaniquement consommés dans ces applications (industrie, agriculture, transports, chauffage) sans qu'on puisse rien y faire, surtout que ça éviterait, pour ces secteurs, d'énormes investissements de conversion. Et alors on bute sur 2 problèmes : la surface disponible, et le CO2.

- ou bien leur coût dépasse une certaine barre (par exemple 1000$/tep) et le transport aérien ne s'équilibre pas et son économie 'diverge vers le bas'.

On ne peut pas 'décider' comment allouer les ressources énergétiques. C'est l'économie qui décide. Ou alors les gouvernements organisent tout ça, par exemple par un plan de taxation bien différencié, mais je vois cela encore moins probable que tout le reste...

[invite65c53fa9]

Tes grands parents n'ont peut être jamais pris l'avion, ni même passer des vacances à Bali, ni même passer le week end romantique à venise en avion. Ils n'ont pas souffert pour autant. N'ont ils pas vécu heureux?
Pour être heureux, doit on forcement voyager souvent en avion, rouler dans des SUV 306ch, possèder une connection internet cablée ultra haut débit, regarder un match de foot à la télé avec un écran géant 127cm minimum, et 3D, etc???

Tu as raison, les tenants du transport aérien pas cher ont souvent un biais comportant pas mal de sentimentalisme et d'insouciance écologique (moi y compris).

Pourtant, l'avion a un impact beaucoup plus profond que de transporter bêtement des mangues en hiver. Permets-moi de te soumettre qqs contradictions.

- Dès que mes grands-parents ont pu poser brouette et charrue pour aller visiter l'egypte, ils l'ont fait. C'était le rêve de toute leur vie. Ils en ont parlé pendant 20 ans. Ils ont dû faire une demi douzaine de voyages pendant leur retraite et c'était leur bonheur. Donc, si, ils ont été plus heureux. La masse des gens ne va pas à Venise pour prendre un café ; ils prennent l'avion, à titre privé, quelques fois dans leur vie.

- Ecran géant 3D etc. Je tape ce post sur un macintosh made in partout, qui n'est simplement pas faisable sans avion. Ne serait-ce que pour la coordination du design et des phases industrielles (la livraison finale peut très bien se faire bateau, mais pas ce qui se passe avant). Ton Dell (ou mac, ou lenovo) : pareil. En fait, nos process industriels ne peuvent plus se passer de l'avion, quelle que soit la croissance de la téléconférence. Et avec 1 milliard d'indiens et d'africains qui entrent, après les chinois, dans l'industrie moderne, ça va s'accélérer. Il ne s'agit pas que de ton écran 3D, mais aussi de ta voiture ou de tes meubles (qui voyagent en bateau, mais les designers ont pris l'avion).

- je cherche à remettre la main sur des études socio (Berkeley, en particulier) qui tendaient à montrer que les voyages physiques étaient cruciaux dans le développement d'un sentiment collectif planétaire, dès qu'une certaine minorité de la population voyageait. La décroissance de ce sentiment collectif ne serait probablement pas une bonne nouvelle. Par exemple, en pratique, beaucoup d'ONG ne pourraient plus se déplacer.

mais de nos jours. Il y a des endroits dans le monde où les gens n'ont pas tout notre équipement (voiture, avion, ordi, crème glacée, fraise en hiver, etc...). Pourtant, ils vivent très heureux...

Progrès, bonheur, richesse, confort, etc. C'est un débat ancien et plutôt que de te répondre des banalités, on peut se contenter de constater (car on a pris l'avion pour y aller ) que ces 'gens' rêvent massivement d'avoir des voitures et des crèmes glacées. C'est ça qui fait l'économie, et nos préférences ne battent jamais la réalité économique. On peut être en faveur de la décroissance, on n'empêchera pas la croissance... même suicidaire.

[wizz]

Les réservoirs sont assez largement maîtrisés, grâce aux lanceurs cryogéniques, qui ont aussi des problèmes de masse, et les ingénieurs les plus prudents n'étaient pas inquiets.

Il y a quand même une très grosse différence entre un lanceur fusée et un avion
Une fusée, 99% du temps, ne transporte que des marchandise. De temps en temps, ça fait BOUM. Ça coute 1/2 milliard d'euros. On en parle à la télé pendant une petite semaine. Les compagnies d'assurance vont rembourser la somme (et profiteront surement pour réévaluer les primes).
Le 1% restant, ça transporte 2 bonhommes, parfois jusqu'à 6-7 personnes, toutes des professionnels qui sont volontaires, spécialement entrainées pour cette mission, et qui sont conscients du risque

Un avion, par contre, ça transporte des gens, beaucoup, 100 à 300 personnes, et bien plus avec les A380 version charter. Alors, il ne faut pas que ça fasse BOUM. Pas bien pour la compagnie. Pas bien pour le constructeur

Et donc ce ne sont pas du tout les même contraintes.
Pour les premiers, on peut accepter un risque de 1/100. Fais donc le bilan des tirs des fusées Arianes et tu veras bien.
Par contre, ce taux d'échec n'est pas du tout envisageable pour un avion, que ce soit à transport passager, ou frêt.

Et donc, on n'appliquera les même coefficients de sécurité selon si c'est pour une fusée ou pour un avion. Alors le réservoir d'hydrogène sur un avion sera très très très lourd, et aussi très gros si tu veux que l'avion puisse voler loin

PS c'est la densité de l'H2 qui est faible ; sa densité énergétique est, elle, élevée. Mais on se comprend.

Donc soit on veut une très bonne densité énergétique, et il faudra utiliser un réservoir cryo à -250°C, avec les inconvénients que cela implique (dis moi, tu as déjà fait la RDM, et à cette température...). Soit on utilise un hydrogène à température ambiante, mais il sera stocké sous très haute pression, avec bien entendu les inconvénients que cela implique
Mais bien entendu, on se comprend aussi, n'est ce pas?

La surface frontale augmente, certes, mais l'augmentation est compensée par une baisse considérable de la masse au décollage (quasiment 100t de moins sur un A380) => moins de trainée ; et surtout par un retour à la raison sur les vitesses. La poussée nécessaire pour un A380 H2 à 650km/h serait très inférieure à celle du même, consommant du petrole, à 940km/h.

Dis moi, c'est juste une estimation personnelle au coin d'une table (du bar) entre 2 consommations, ou est ce que tu as fait des calculs solides????
Bien entendu, en tenant compte des contraintes de sécurité citées plus haut (ce qui veut dire que les réservoirs seront gros et lourds)

[wizz]

Pourtant, l'avion a un impact beaucoup plus profond que de transporter bêtement des mangues en hiver. Permets-moi de te soumettre qqs contradictions.

- Dès que mes grands-parents ont pu poser brouette et charrue pour aller visiter l'egypte, ils l'ont fait. C'était le rêve de toute leur vie. Ils en ont parlé pendant 20 ans. Ils ont dû faire une demi douzaine de voyages pendant leur retraite et c'était leur bonheur. Donc, si, ils ont été plus heureux. La masse des gens ne va pas à Venise pour prendre un café ; ils prennent l'avion, à titre privé, quelques fois dans leur vie.

J'avais déjà dit que si cela n'est pas applicable à tes grand parents, alors il suffira de remonter les générations d'un cran pour que cela soit valable (c'est à dire vivre sans avion, et vivre heureux).
Tu es surement jeune. Tu es davantage génération Ryan Air que celle d'Air Inter
Il y a pas si longtemps que ça, un vol aller simple en classe économique pour une personne d'Orly à Nice coutait 1 mois de salaire. Peu de gens prennait l'avion. On peut leur comprendre. Papa maman 2 enfants. Sur 1 an de labeur, 1 mois de salaire à payer aux impots sur le revenu. 4 mois de salaire pour le voyage aller Paris Nice. Et 4 autres mois de salaire pour le vol de retour...

Maintenant, ma copine et moi avons pu partir 1 semaine à Maldive, séjour all included....mais aussi un séjour de 18 jours en Chine, voyage organisé all included, le tout pour un montant dépassant à peine nos salaires
Alors il va de soi que si demain, d'une manière ou d'une autre, si un voyage en avion coutait comme dans les années 80, alors le ciel sera très clair, dégagé, limpide, sans toutes ces trainées de condensation qui zébrent le beau ciel bleu. Et les seules plages que ma copine et moi connaitrons sera celle d'Arcachon, qu'on peut s'y rendre pour pas trop chère depuis Bordeaux...
C'est valable pour moi, ou pour n'importe qui d'autre, à une échelle plus haut ou plus bas.

- Ecran géant 3D etc. Je tape ce post sur un macintosh made in partout, qui n'est simplement pas faisable sans avion. Ne serait-ce que pour la coordination du design et des phases industrielles (la livraison finale peut très bien se faire bateau, mais pas ce qui se passe avant). Ton Dell (ou mac, ou lenovo) : pareil.
En fait, nos process industriels ne peuvent plus se passer de l'avion, quelle que soit la croissance de la téléconférence. Et avec 1 milliard d'indiens et d'africains qui entrent, après les chinois, dans l'industrie moderne, ça va s'accélérer. Il ne s'agit pas que de ton écran 3D, mais aussi de ta voiture ou de tes meubles (qui voyagent en bateau, mais les designers ont pris l'avion).

...parce que tout cela n'est possible que grace à une énergie pas du tout chère, qui rend possible (financièrement intéressant) le développement d'un produit ici, et sa fabrication là-bas, et sa vente partout ailleur. Et si l'énergie devienne très chère, alors tout ceci ne sera plus possible

-tu habites dans un quartier XXX. En face de chez toi, il y a un petit magin électronique électro menager. La belle et grande télé LED 127cm est vendu au prix de 1500€

-à 10km de chez toi, il y a un grand magasin électromenager. La même télé est vendue 1400€. Alors il est très probable que tu prennes ta voiture pour aller chercher cette télé

-et à 50km de chez toi, c'est la grande ville, pas comme le plouc de grande village où tu habites. Et donc dans cette grande ville, il y a plein de magasins, pleine de concurence. La même télé est vendue à 1200€. Alors je parie à 1000 contre 1 que tu prendras ta voiture pour faire 100 bornes pour acheter cette télé à 1200€

Mais si jamais l'essence est vendu à 10€ le litre (avec tout ce qui implique avec un pétrole cher, comme la vidange à 500€, les pneus à 750€ l'unité, etc...), alors il est peu probable que tu prennes ta voiture pour farcir 100km, parce que cela te coutera plus chère que d'acheter la télé en bas de chez toi

Voilà, tout n'est qu'une question de cout global pour l'industriel. Le made in China n'est pas une chose de systématique. Cela a été rendu possible que grace à l'énergie pas du tout chère. Et si demain, l'énegie devient très très très chère, alors tout sera fabriqué à proximité, d'abord en Europe, puis en Europe de l'Ouest (pour nous Français)....avant de revenir en France.

[invite65c53fa9]

Il y a quand même une très grosse différence entre un lanceur fusée et un avion
Une fusée, 99% du temps, ne transporte que des marchandise. De temps en temps, ça fait BOUM. Ça coute 1/2 milliard d'euros. On en parle à la télé pendant une petite semaine. Les compagnies d'assurance vont rembourser la somme (et profiteront surement pour réévaluer les primes).
Le 1% restant, ça transporte 2 bonhommes, parfois jusqu'à 6-7 personnes, toutes des professionnels qui sont volontaires, spécialement entrainées pour cette mission, et qui sont conscients du risque

Un avion, par contre, ça transporte des gens, beaucoup, 100 à 300 personnes, et bien plus avec les A380 version charter. Alors, il ne faut pas que ça fasse BOUM. Pas bien pour la compagnie. Pas bien pour le constructeur

Et donc ce ne sont pas du tout les même contraintes.
Pour les premiers, on peut accepter un risque de 1/100. Fais donc le bilan des tirs des fusées Arianes et tu veras bien.
Par contre, ce taux d'échec n'est pas du tout envisageable pour un avion, que ce soit à transport passager, ou frêt.

Et donc, on n'appliquera les même coefficients de sécurité selon si c'est pour une fusée ou pour un avion. Alors le réservoir d'hydrogène sur un avion sera très très très lourd, et aussi très gros si tu veux que l'avion puisse voler loin

Sans vouloir être caustique, ce que tu dis est assez évident. Mais comment quantifies-tu "très très très lourd" ? Vraiment très lourd, ou seulement un peu très lourd ?

Le réservoir H2 d'ariane V pèse 8t (servitudes comprises) pour 26t de carburant. Dans le cas d'un Airbus A380 :
Masse de carburant JetA1 : 250t
Masse équivalente H2 (même quantité d'énergie): 94 t
Masse réservoir H2 sur A380 : 8 * 94 / 26 = 29t ; avec un facteur de sécurité 2 = 58t

Donc carburant + réservoir H2 = environ 150t, pour la même quantité d'énergie que 250t de JetA1. Ca laisse pas mal de marge pour des passagers supplémentaires, ou une structure encore renforcée. Et aussi pour alléger l'avion.

C'est, bien sûr, un calcul de coin de bar, et c'est comme ça que les avions sont pré-dimensionnés : avec des ordres de grandeurs.

Dis moi, c'est juste une estimation personnelle au coin d'une table (du bar) entre 2 consommations, ou est ce que tu as fait des calculs solides????
Bien entendu, en tenant compte des contraintes de sécurité citées plus haut (ce qui veut dire que les réservoirs seront gros et lourds)

Si je commande encore 2 bières pour finir le calcul :
94t d'H2 cryo vont encombrer 1320m3 de réservoir. Soit, pour un réservoir de 60m de long qui va tenir sur le dos de mon A380, une section cylindrique de 22m2 et un diamètre de 5,3m.

Si l'on relie le fuselage de base de mon A380 (diametre moyen = 8m) avec ce diametre de réservoir, on a une section englobante de 90m2.

Si on suppose, grossièrement, Cx inchangé, à poussée équivalente, ma vitesse chute de 950km/h à 700 km/h (selon la racine carrée du rapport des sections). Notons que la puissance employée chute en proportion ; le rayon d'action va donc augmenter (d'autant plus que l'avion, allégé, consommera moins à la montée).

Si je passe d'un facteur de sécurité 2 à un facteur 4 (ce qui me semble excessif, la rupture des réservoirs intervenant probablement en fatigue, et donc un facteur 2 à 3 par rapport au spatial qui est dimensionné en contrainte maximale, semblerait déjà généreux), mon réservoir passe de 58t à 116t, et je suis encore dans l'enveloppe de masse de l'A380.

Donc : on a bien un avion plus gros, un peu plus lent, sans doute plus léger (et au pire de la même masse), et qui vole sans doute un peu plus loin.

Après, sauf à polémiquer bêtement, je ne sais pas te prouver en qqs lignes que tout va être simple ; je te rappelle juste qu'un moteur H2 a volé sur un B57 en 1956 : ici. De longs essais, réussis, sans modifier le moteur (qui passait du kerosene à l'H2 et inversement). Dornier a été très près de faire voler son Do328 H2 dans les années 90 ; ils n'ont pas été arrêtés par des pbs techniques, mais par la fermeture de Dornier. Et que ces 2 expériences, plus les études du Cryoplane Airbus, plus celles de Lockheed dans les années 60, et celles du X33 plus récemment ; ont toutes conclu à la faisabilité industrielle de l'H2 comme carburant d'aviation.

[Cécile]

Là, on parle d'hydrogène comme carburant de moteur, pas comme carburant de pile à combustible.
Or, un moteur a un rendement faible, disons 25 %. La fabrication d'hydrogène à partir d'électricité a un rendement moyen (disons 60 %). Le rendement total devient vraiment dérisoire, donc le coût prohibitif (sans compter le coût du stockage de l'hydrogène), alors qu'il existera d'autres solutions (carburant de synthèse, par exemple), avec des rendements un peu meilleurs.

Techniquement, un avion à hydrogène est envisageable. Mais économiquement ? Je ne crois pas.

[GillesH38a]

L'H2, s'il doit être utilisé (ce qui me paraît, je l'ai dit, peu probable, mais pas pour les mêmes raisons que vous) ne peut être produit que par 2 sources :
- nucléaire (mais cf mon calcul : >1000 centrales pour alimenter la flotte actuelle => difficile à envisager)
- solaire a concentration. C'est là dessus que j'avais participé à des réflexions intéressantes, qui ont contribué au projet Desertec. L'équilibre économique devient intéressant car les coûts du solaire a concentration sont siginificativement de la main d'oeuvre, qui n'est pas chère là où il y a du soleil. Donc on développe l'économie locale et on produit de l'H2 économique, pour faire court.

il faut juste pas oublier que le prix du nucléaire et des centrales thermiques dans le désert est lui aussi totalement dépendant du coût des fossiles - et en particulier du charbon pas trop cher, avec quoi tu fabriques une cuve de réacteur nucléaire et des miroirs solaires au juste?

la flambée des matières premières a flanqué en quelques années une claque d'un facteur 2 au coût de l'EPR, alors imagine dans 100 ans quand le charbon va s'épuiser ce que ça va etre.

Or le petit probleme de logique, c'est que tant que les fossiles ne seront pas chers, ça sera aussi le moins cher pour produire de l'hydrogène (gaz naturel ou même la bonne vieille réaction du gaz à l'eau C+H20 -> CO + H2 qui nourrissait les gazogènes du début du siècle).

Et quand ils seront chers, l'hydrogène sera hors de prix quelle que soit la façon dont tu le fabriques, puisque tous les procédés de fabrication en dépendent au départ.

[invite65c53fa9]

Là, on parle d'hydrogène comme carburant de moteur, pas comme carburant de pile à combustible.
Or, un moteur a un rendement faible, disons 25 %. La fabrication d'hydrogène à partir d'électricité a un rendement moyen (disons 60 %). Le rendement total devient vraiment dérisoire, donc le coût prohibitif (sans compter le coût du stockage de l'hydrogène), alors qu'il existera d'autres solutions (carburant de synthèse, par exemple), avec des rendements un peu meilleurs.

Techniquement, un avion à hydrogène est envisageable. Mais économiquement ? Je ne crois pas.

Bonjour Cecile
2 points :

1. le rendement des meilleurs turboprops atteint 45% et tangentera 50% si l'intérêt du marché se détourne des turboréacteurs, plus rapides mais moins intéressants pour le 'gros' avion à H2. (et, bien sûr, on ne prévoit pas de faire voler des piles à combustibles dans autre chose qu'un avion monoplace ultra léger).

2. le rendement de fabrication de carburant de synthèse est, lui aussi, très bas. Les procédés 'to liquid' sont gros émetteurs de CO2 (à moins de sequestrer le CO2, ce qui me semble pas plus facile que de produire de l'H2, et qui fait encore baisser le rendement), et requièrent eux aussi des investissements colossaux, dont il n'est pas prouvé qu'ils soient moins coûteux que ceux liés à l'H2. Les process dérivés du process Fischer Tropsch sont utilisés industriellement depuis 70 ans et ont donc peu de marge de progression (incidemment, je me demande si on n'aurait pas avantage à utiliser du méthane gaz liquéfié à 100°K plutot que de le convertir en carburant liquide).

Sur le papier, le rendement global des 2 chaines (H2 vs hydrocarbure de synthèse) n'a donc aucune raison d'être très différent, à condition, c'est vrai, de produire l'H2 à un coût raisonnable (d'où nécessaire utilisation d'une énergie solaire 'simple', genre projet Desertec). Mais, comme je l'ai dit plus haut, tu as raison, la chaîne logistique H2 est très lourde à mettre en place ; et ne peut fonctionner qu'avec une grande quantité de centrales de production à base de solaire à concentration, probablement dans des pays à faible coût de main d'oeuvre et fort ensoleillement, donc un déplacement relatif des axes de trafic aérien vers ces pays. Ce qui n'est pas impossible, mais difficile.

Mantenant, comme je l'ai dit aussi, en admettant qu'on puisse synthétiser des hydrocarbures de manière économique :

- ou bien le coût est au-dessus d'un niveau qui permet la survie du transport aérien (pour fixer les idées, 1000$/t) ; et alors le transport aérien s'effondre économiquement (pour simplifier, il n'y a plus que quelques jets d'affaires et des avions militaires, et encore)

- ou bien le coût est en-dessous de cette barre ; et alors d'autres consommateurs que le transport aérien viendront se servir sur cette chaîne, et on n'est pas rendus en termes d'émission de CO2... Car la fabrication de carburant synthétique a de fortes chances d'être très émissive : extraction + fabrication + consommation...

En outre : si le coût est 'acceptable', et donc que les 'consommateurs' intègrent non seulement l'aviation mais aussi une part de l'industrie et des transports, il y a un problème de surface cultivable (si la synthèse se fait à partir de plantes ; pas de pb à partir du charbon, bien sûr, mais bonjour le CO2).

Je résume : des avions à hydrogène, c'est technologiquement faisable (les prototypes ont volé et il n'y a pas d'obstacle prévisible majeur), ce n'est pas facile à mettre en place (chaine logistique), et on n'y arrivera probablement pas à temps ; des avions à hydrocarbures, même de synthèse, participeraient trop nettement à un monde trop émetteur en CO2.

Et je ne souhaite qu'une chose, pour être honnête, c'est d'avoir tort...

[invite65c53fa9]

Techniquement, un avion à hydrogène est envisageable. Mais économiquement ? Je ne crois pas.

Pour finir (j'ai l'esprit de l'escalier) "je ne crois pas" est finalement une réponse recevable... même si ce n'est pas tout-à-fait la mienne. Pour aller plus loin que ton avis, visiblement éclairé par une expérience (ou que le mien, idem), il faudrait vraiment se remettre pendant quelques années à travailler sur des modèles approfondis. Limites de la discussion de forum...

Connais-tu le projet Desertec (dont je suis membre pas très actif) ? Principe : centrales solaires a concentration réparties dans le maghreb, produisant de l'électricité pour ces pays et l'Europe. Sinon, va voir, c'est intéressant ; et les investissements en jeu montrent bien la difficulté de l'exercice. Il est théoriquement possible de coupler avec Desertec une production d'H2.

[invite65c53fa9]

il faut juste pas oublier que le prix du nucléaire et des centrales thermiques dans le désert est lui aussi totalement dépendant du coût des fossiles - et en particulier du charbon pas trop cher, avec quoi tu fabriques une cuve de réacteur nucléaire et des miroirs solaires au juste?

la flambée des matières premières a flanqué en quelques années une claque d'un facteur 2 au coût de l'EPR, alors imagine dans 100 ans quand le charbon va s'épuiser ce que ça va etre.

Or le petit probleme de logique, c'est que tant que les fossiles ne seront pas chers, ça sera aussi le moins cher pour produire de l'hydrogène (gaz naturel ou même la bonne vieille réaction du gaz à l'eau C+H20 -> CO + H2 qui nourrissait les gazogènes du début du siècle).

Et quand ils seront chers, l'hydrogène sera hors de prix quelle que soit la façon dont tu le fabriques, puisque tous les procédés de fabrication en dépendent au départ.

Bonjour
Eh bien oui. Je disais la même chose pour le secteur aérien : on risque de n'avoir pas le temps qe se tourner vers une solution (par ex H2) que le secteur entier se sera effondré.

Et pour l'ensemble des secteurs, je rejoins volontiers ce que tu dis, la variable clé n'est pas tel ou tel vecteur d'énergie, mais le temps. Cf par exemple les réflexions d'EDF ici. Les analyses des grands pétroliers (par exemple celui de Shell ici) rejoignent aussi ce constat : on saurait quoi faire, mais on n'aura pas le temps.

On peut comprendre l'idée des taxes cabones à la Hulot / Jancovici comme une tentative de réguler ce temps, en forçant le marché à investir vers des vecteurs plus durables et non à pomper les dernières gouttes avant la vraie crise.

Dans l'aérien, on fait le contraire : on fait voler des avions avec du carburant détaxé. Baril > 120$ plus des taxes 'normales' et l'aérien 'décrocherait' déjà. Et il ne pourra pas investir dans une chaine concurrente.

Dans le cas de Desertec, je parierais, hélas, que les investissements ne démarreront pas avant qu'on ne puisse plus alimenter les pelleteuses pour cause de prix du baril. Donc tu as raison, c'est bien le risque...

[Moinsdewatt]

.......

Techniquement, un avion à hydrogène est envisageable. Mais économiquement ? Je ne crois pas.

AIRBUS avait fait quelques petites études sur un AIRBUS avec Hydrogéne, mais rapidement classé sans suite. L' Hydrogéne prend trop de place.

Les nouveaux projets sont sur des avions avec des réacteurs plus économes (a Kerozéne).

Sinon il y a eu quelques démonstrateur de petit avion biplace avec moteur à pile a combustible fonctionnant à l' Hydrogéne.

Mais zéro débouché commercial.