Une pile à combustible assez puissante pour contribuer à propulser un aéronef doit être assez légère pour quitter le sol — et assez robuste pour continuer à fonctionner dans les conditions exigeantes du vol.
Des chercheurs d’UBC Okanagan et Unilia (Canada) Fuel Cells Inc., une entreprise établie en Colombie-Britannique, unissent leurs forces pour explorer comment construire les piles du futur.
« La conception de piles à combustible pour l’aviation présente des défis différents de ceux de la fabrication de piles destinées à un usage routier, ferroviaire ou maritime », explique le Dr Joshua Brinkerhoff, professeur agrégé de génie mécanique à UBC Okanagan. « Les systèmes de propulsion des aéronefs doivent fournir une puissance substantielle tout en restant légers et fiables malgré des températures et des conditions d’exploitation changeantes.
« Travailler avec Unilia nous donne l’occasion de relier la recherche fondamentale au développement des piles à combustible et de créer de nouvelles conceptions spécifiquement adaptées à l’aviation. »
Ce projet de collaboration de 10,6 millions de dollars comprend une contribution de 3,7 millions de dollars de l’Initiative for Sustainable Aviation Technology (INSAT). Soutenue par le gouvernement du Canada, l’INSAT est administrée par Strix, un organisme sans but lucratif qui favorise l’innovation et la recherche collaborative dans les secteurs aérospatial et connexes du Canada.
Les piles à combustible à hydrogène produisent de l’électricité sans les émissions générées par les moteurs à combustion pendant leur fonctionnement. Mais les empilements de piles à combustible utilisés dans les secteurs de l’automobile et des véhicules lourds ne répondent pas encore aux exigences strictes de poids, de performance et de durabilité des aéronefs commerciaux.
Les chercheurs d’UBC modéliseront et optimiseront des configurations hybrides pile à combustible–batterie, étudieront les systèmes de soutien nécessaires à bord d’un aéronef et mettront à l’essai des matériaux dans des conditions représentatives du vol.
Unilia associera des cœurs de pile à combustible à haute performance à des composants légers pour construire un empilement compact à haute puissance fonctionnant à haute température et à faible humidité.
Ensemble, les partenaires visent à démontrer la viabilité technique d’un prototype d’empilement de piles à combustible doté d’une densité de puissance suffisante pour convenir aux aéronefs commerciaux à court et à moyen rayon d’action.
« Certaines des avancées les plus marquantes surviennent lorsque les expertises de différentes industries et disciplines se réunissent », affirme la Dre Carmen Chuy, responsable du Programme de développement technologique chez Unilia.
« Nous sommes ravis d’apporter à cette collaboration nos nombreuses années d’expérience dans le développement de piles à combustible pour des applications lourdes exigeantes, tout en nous appuyant sur l’expertise d’UBC en aérospatiale, en matériaux et en systèmes. Cette diversité de perspectives nous aidera à repenser la conception des piles à combustible en fonction des exigences très différentes de l’aviation. »
Le projet met également à profit l’expertise du Dr Előd Gyenge, professeur au Département de génie chimique et biologique d’UBC Vancouver, qui dirigera la recherche sur les matériaux des piles à combustible. Harbour Air Aerospace Services Ltd. fournira des conseils techniques éclairés par son expérience de la conception et de l’électrification d’aéronefs.
« Ce projet témoigne de la force de l’écosystème canadien d’innovation aérospatiale, qui réunit des chercheurs de premier plan et des experts de l’industrie pour faire progresser des technologies prometteuses de piles à combustible à hydrogène. Grâce au soutien de l’INSAT, nous contribuons à accélérer le développement de solutions susceptibles de renforcer la compétitivité du Canada tout en contribuant à un avenir plus durable pour l’aviation », déclare Denis Godin, directeur de la technologie et directeur général adjoint de Strix.
L’équipe développera des conceptions propres à l’aviation qui amélioreront la performance et la durabilité des piles à combustible. Les résultats obtenus pourraient aider à surmonter les obstacles techniques à l’utilisation de piles à combustible à hydrogène dans les aéronefs du futur, note le Dr Brinkerhoff.
« Bien que d’autres travaux de développement et d’essais soient nécessaires avant que cette technologie puisse être utilisée en vol commercial, ce projet constitue une étape cruciale dans l’avancement de la technologie des piles à combustible pour l’aviation », dit le Dr Brinkerhoff. « C’est très stimulant. Cette technologie répond à un besoin énorme et offre un potentiel immense. »
Source : UBC.ca
