Secteur : Aéronautique — Technologies de propulsion
Mots-clés principaux : propulsion hydrogène avion, ZEROe Airbus, moteur hydrogène aéronautique, aviation décarbonée 2035

Introduction

Le 29 avril 2026, Rolls-Royce et easyJet ont réussi le premier test d’un moteur d’avion civil de grande taille fonctionnant intégralement à l’hydrogène. Le moteur Pearl 15 — celui qui propulse normalement les jets d’affaires Bombardier Global 5500 — a tourné pendant plusieurs minutes avec 100 % d’hydrogène vert produit dans les îles Orcades à partir d’énergie éolienne. Quatre années de travaux, des essais sur trois pays, et une première mondiale dont l’industrie parle encore.

Cette démonstration ne signifie pas que l’avion à hydrogène est pour demain. Airbus lui-même a repoussé ses ambitions : en février 2025, l’avionneur a ajusté la feuille de route ZEROe, reconnaissant que l’horizon 2035 initialement annoncé était trop optimiste pour un appareil commercial de grande capacité. La cible réaliste se déplace vers la seconde moitié des années 2030, en complément des carburants d’aviation durables (SAF).

Mais le signal technique est clair : la technologie avance. Et pour les ingénieurs et industriels qui vont concevoir, certifier et maintenir ces systèmes dans la prochaine décennie, comprendre les deux grandes voies de la propulsion hydrogène — combustion directe et pile à combustible — est devenu un prérequis.

Les deux voies technologiques : combustion vs électrochimie

La combustion directe d’hydrogène

La première approche consiste à brûler l’hydrogène dans une turbine à gaz, en remplacement du kérosène. C’est techniquement l’évolution la moins radicale pour l’architecture moteur — on modifie les chambres de combustion et les circuits d’alimentation, mais on conserve la turbomachine.

L’hydrogène brûle de façon très différente du kérosène. Sa flamme est plus rapide, sa plage d’inflammabilité est bien plus large (4 % à 75 % en volume dans l’air, contre 0,6 % à 6,5 % pour le kérosène), et il ne produit pas de CO₂ à la combustion — seulement de la vapeur d’eau et, selon les conditions de combustion, des oxydes d’azote (NOₓ). C’est ce dernier point qui complique le tableau environnemental : si les émissions de CO₂ sont bien éliminées, les NOₓ produits à haute température contribuent à la formation d’ozone et ont des effets climatiques à prendre en compte.

Les ingénieurs de Rolls-Royce et GE Aerospace travaillent à des conceptions de chambres de combustion adaptées — brûleurs à combustion pauvre, injection étagée, refroidissement optimisé — pour maîtriser la formation de NOₓ tout en maintenant les performances. C’est un travail d’ingénierie minutieux qui conditionne la viabilité environnementale réelle de la combustion hydrogène.

L’avantage de cette approche : la compatibilité avec des architectures d’avions et de moteurs existantes (moyennant des modifications substantielles). L’inconvénient : les rendements thermodynamiques restent dans les mêmes ordres de grandeur que les turbines actuelles, et les contraintes de stockage de l’hydrogène s’appliquent pleinement.

La pile à combustible

La deuxième approche est différente en nature. L’hydrogène réagit électrochimiquement avec l’oxygène de l’air dans une pile à combustible pour produire de l’électricité. Cette électricité alimente des moteurs électriques qui font tourner des hélices ou des soufflantes. La réaction ne produit que de l’eau — zéro NOₓ, zéro CO₂.

C’est la voie qu’Airbus a choisie pour son concept ZEROe. En mars 2025, lors du sommet Airbus 2025, l’avionneur a présenté une architecture fondée sur quatre moteurs électriques de 2 mégawatts chacun, alimentés par des piles à combustible, elles-mêmes alimentées par deux réservoirs d’hydrogène liquide.

En février 2025, l’EASA a délivré la première certification de type mondiale pour un moteur électrique d’avion : le ENGINeUS 100, conçu par Safran. C’est un jalon historique — le premier moteur électrique d’avion civil certifié par un régulateur. Il sort du laboratoire pour entrer dans le domaine de l’ingénierie aéronautique reconnue, avec une base réglementaire établie (la condition spéciale SC E-19 créée par l’EASA spécifiquement pour les systèmes de propulsion électrique et hybride).

Le rendement électrochimique des piles à combustible (50 à 60 %) est nettement supérieur au rendement thermodynamique d’une turbine à gaz (30 à 45 %). Couplé à l’absence d’émissions locales, c’est une proposition technique séduisante. Les limites actuelles sont la densité de puissance des piles (encore insuffisante pour les appareils de grande taille), la gestion thermique des systèmes (les piles génèrent de la chaleur qui doit être évacuée), et la complexité des systèmes électriques embarqués à haute puissance.

Le problème central : le stockage de l’hydrogène

Quelle que soit la voie de propulsion choisie, le stockage de l’hydrogène à bord est le défi le plus difficile à résoudre — et c’est lui qui explique en grande partie les glissements calendaires des programmes.

L’hydrogène a une densité énergétique massique exceptionnelle : 120 MJ/kg, contre 43 MJ/kg pour le kérosène. À masse égale, l’hydrogène contient presque trois fois plus d’énergie. Mais sa densité volumique, même liquide, est catastrophique : l’hydrogène liquide à -253°C pèse 70 kg par m³, contre 800 kg par m³ pour le kérosène. Pour embarquer la même énergie, il faut un volume de réservoir environ quatre fois plus grand.

Ces réservoirs, en plus d’être volumineux, doivent être cryogéniques (maintenir l’hydrogène à -253°C), structurellement robustes, isolés thermiquement pour limiter le boil-off (évaporation spontanée de l’hydrogène), et intégrés dans une architecture d’avion conçue autour de cette contrainte. Un avion à hydrogène ne peut pas être une simple modification d’un avion à kérosène — il faut repenser l’architecture complète, avec des réservoirs qui ne peuvent pas être logés dans les ailes comme les réservoirs à kérosène.

Airbus explore trois grandes configurations architecturales dans ZEROe : un appareil turbopropulseur pour les courtes distances, un appareil turbofan hybride pour les moyens courriers, et un concept d’aile volante qui offre l’espace interne maximal pour des réservoirs cryogéniques volumineux.

Les carburants durables (SAF) : le pont vers l’hydrogène

La réglementation européenne ReFuelEU Aviation, entrée en vigueur en 2024, impose aux aéroports de l’UE d’incorporer des proportions croissantes de SAF dans le kérosène distribué : 2 % en 2025, 6 % en 2030, 20 % en 2035, 70 % en 2050. Ces carburants — produits à partir de déchets organiques, de biomasse ou par synthèse à partir d’hydrogène et de CO₂ capturé — peuvent être utilisés dans les avions existants sans modification.

Pour les 15 prochaines années, les SAF seront le principal levier de décarbonation de l’aviation commerciale — pas l’hydrogène, dont la commercialisation à grande échelle sur des appareils moyen-courriers prendra plus de temps que les optimistes d’il y a cinq ans l’envisageaient. Airbus lui-même reconnaît maintenant que les SAF et l’hydrogène sont complémentaires, pas concurrents.

Les compétences industrielles en jeu

La transition vers la propulsion hydrogène mobilise des disciplines qui n’avaient pas l’habitude de travailler ensemble dans l’industrie aéronautique :

Génie cryogénique. Manipuler de l’hydrogène liquide à -253°C, concevoir des réservoirs cryogéniques légers et sûrs, gérer les systèmes de remplissage et de distribution à bord : ces compétences viennent historiquement du spatial (Ariane utilise de l’hydrogène liquide depuis des décennies). Leur transfert vers l’aéronautique commerciale est un enjeu industriel majeur.

Ingénierie des piles à combustible. Conception des stacks PEM (Proton Exchange Membrane), gestion thermique, humidification des membranes, dégradation à long terme : des compétences développées dans l’automobile (Toyota Mirai, Honda Clarity) et l’industrie stationnaire, à adapter aux contraintes de masse et de certification aéronautiques.

Puissance électrique embarquée. Un avion à propulsion électrique-hydrogène embarque une puissance électrique d’un ordre de grandeur supérieur aux avions conventionnels (plusieurs mégawatts, contre quelques centaines de kilowatts pour les systèmes non propulsifs actuels). Les architectures d’alimentation électrique, les onduleurs, les moteurs électriques à haute densité de puissance, les protections contre les arcs électriques à ces niveaux de puissance — autant de domaines qui requièrent des compétences nouvelles pour l’aéronautique.

Sécurité et certification hydrogène. L’hydrogène est inflammable sur une plage très large, très léger (il monte et se dilue rapidement en espace ouvert, ce qui est favorable), mais son comportement en espace confiné pose des défis spécifiques. Les procédures de sécurité au sol (avitaillement, maintenance), les détecteurs de fuite, les systèmes de ventilation des compartiments moteur : tout un écosystème de compétences en sécurité hydrogène est à construire pour l’aéronautique.

L’infrastructure : le goulot d’étranglement oublié

Quand on parle de l’avion à hydrogène, on parle beaucoup de la technologie embarquée. On parle moins de l’infrastructure au sol — et c’est souvent là que les projections optimistes se fracassent sur la réalité.

Un avion à hydrogène liquide nécessite des systèmes d’avitaillement cryogéniques spéciaux, des camions-citernes adaptés, des postes de remplissage rapide, des installations de stockage d’hydrogène liquide dans les aéroports. Aujourd’hui, virtuellement aucun aéroport commercial dans le monde ne dispose de cette infrastructure.

La construire prendra des années et des investissements considérables — et personne n’investira si les avions n’existent pas, et les avions ne seront pas certifiés si l’infrastructure n’existe pas. Ce dilemme de l’œuf et de la poule est l’un des obstacles les plus difficiles à résoudre dans la décarbonation de l’aviation par l’hydrogène.

Conclusion

La propulsion hydrogène en aéronautique n’est pas une question de « si » mais de « quand » et « comment ». Les jalons de 2025 et 2026 — première certification d’un moteur électrique par l’EASA, premier test d’un turbofan civil à l’hydrogène par Rolls-Royce — montrent que la technologie progresse concrètement.

Mais les défis du stockage cryogénique, de la densité de puissance des piles à combustible, de la certification des systèmes embarqués à haute tension, et de l’infrastructure au sol positionnent la commercialisation à grande échelle dans la seconde moitié des années 2030 au mieux. D’ici là, les SAF assurent la transition.

Pour les industriels qui investissent dans ces compétences maintenant — ingénierie cryogénique, piles à combustible, puissance électrique embarquée — la fenêtre d’opportunité est réelle. La course est lancée, et les premiers qui maîtriseront la chaîne complète de la propulsion hydrogène aéronautique auront un avantage difficile à rattraper.

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