L'utilisation de piles à combustible dans l'aéronautique

Le centre de recherche aérospatial allemand (DLR) a conclu un accord de coopération avec l’allemand BASF Fuel Cell et le danois Serenergy pour étudier les possibilités d’intégration des piles à combustible (PAC) dans le secteur aéronautique.

Les premiers résultats de leur recherche commune sur de nouvelles PAC à membrane électrolyte polymère (ou à membrane échangeuse de protons ou PEMFC [1]) haute température (température de fonctionnement entre 160 et 180°C) sont attendus dès la fin de cette année.

Du fait de leur haute efficacité, les PAC représentent une alternative intéressante aux systèmes d’alimentation électrique actuellement utilisés à bords des avions, comme l’APU (alimentation auxiliaire de puissance). Un obstacle de taille reste toutefois à surmonter : garantir le refroidissement et la performance de la PAC malgré la baisse de pression qui survient quand la machine gagne en altitude.

La PEMFC est en général caractérisée par une basse température de fonctionnement (inférieure à 100°C). Mais, en utilisant d’autres matériaux pour les membranes, il est possible de relever cette température jusqu’à 180°C, ce qui présente des avantages pour le refroidissement et la performance de la PAC dans des conditions de faible pression de l’air. C’est justement la capacité de cette innovante PEMFC haute température à délivrer une haute performance même en cas de dépressurisation que les partenaires de la nouvelle coopération souhaitent tester d’ici la fin de l’année, le but étant d’évaluer le potentiel d’application dans l’aéronautique de différentes technologies de PAC.

Et des conditions favorables sont désormais réunies : les trois partenaires impliqués couvrent l’ensemble des champs de compétence nécessaires au développement de PAC spécifiques destinées au secteur aéronautique. BASF Fuel Cell apporte son expérience dans le domaine des matériaux spéciaux entrant dans la composition des PAC ainsi que dans le domaine de la fabrication d’assemblages élémentaires membrane-électrode (MEA). L’entreprise Senergy est quant à elle spécialiste de l’assemblage de MEA haute température en ensembles modulaires (ou "Stacks") et de leur mise en service. Enfin, le DLR est responsable du transfert de ces compétences et de leur adaptation aux exigences particulières du secteur aéronautique.

Le DLR mène d’ores et déjà plusieurs projets en partenariat avec l’industrie aéronautique. Notamment, un système de PAC pour alimentation électrique d’urgence a été testé avec succès à bord de l’avion de recherche A320 du DLR, en coopération avec des fabricants industriels de renom et l’entreprise Airbus Deutschland.