EasyJet et Rolls-Royce ont validé, aux États-Unis, le fonctionnement d’un moteur d’avion moderne alimenté à 100% par de l’hydrogène sur un cycle de vol complet, une première industrielle qui conforte la piste de l’hydrogène comme vecteur clé de la décarbonation du transport aérien à l’horizon des années 2030.
Une campagne d’essais inédite au centre spatial NASA Stennis
La low-cost britannique easyJet et le motoriste Rolls-Royce annoncent avoir mené à bien un vaste programme d’essais visant à démontrer qu’un turboréacteur moderne peut fonctionner en sécurité à l’hydrogène sur l’ensemble d’un profil de mission, du démarrage à l’atterrissage. Au cœur de cette campagne, un moteur Pearl 15 modifié a été testé au sol au NASA Stennis Space Center, près de Bay St. Louis (Mississippi), où il a atteint la pleine puissance de décollage en ne brûlant que de l’hydrogène gazeux, sans recours au kérosène.
Selon les deux partenaires, ces essais au sol confirment qu’un moteur adaptable, à terme, à la catégorie des monocouloirs – le segment d’easyJet – peut utiliser l’hydrogène comme unique carburant sur un cycle de vol intégral simulé, incluant démarrage, montée, croisière et descente, dans des conditions représentatives d’une exploitation commerciale. Le programme, engagé il y a quatre ans, visait à produire des enseignements techniques sur la combustion, les systèmes carburant et l’intégration moteur, afin de préparer de futures applications sur des avions de transport.
Quatre ans de recherche de Boscombe Down à Cologne
Le jalon de Stennis s’inscrit dans un cheminement par étapes, initié en 2022 lorsque les deux groupes ont fait fonctionner pour la première fois un moteur d’avion moderne, un Rolls-Royce AE2100 converti, à 100% d’hydrogène vert sur le site de Boscombe Down, au Royaume-Uni. L’hydrogène de ce premier démonstrateur était fourni par EMEC en Écosse, à partir d’énergies renouvelables, afin de tester une chaîne « hydrogène vert » de bout en bout.
En 2023, Rolls-Royce a poursuivi ses travaux au Centre aérospatial allemand (DLR) à Cologne, avec des essais sur un combusteur annulaire complet d’un moteur de la famille Pearl fonctionnant à 100% à l’hydrogène, dans des conditions représentatives de la poussée maximale au décollage.
Ces essais de composants, menés au Royaume-Uni et en Europe, se sont appuyés sur le développement d’une installation d’essais hydrogène à l’échelle réelle au sein du centre scientifique du Health and Safety Executive (HSE) britannique, avant de passer à l’intégration complète sur un moteur démonstrateur alimenté à l’hydrogène. Les premières modifications consistaient à adapter l’architecture du moteur pour remplacer le kérosène par l’hydrogène en limitant les risques de flamme instable et de production de NOx, l’hydrogène brûlant plus chaud et plus rapidement que le carburant traditionnel.
Rolls-Royce souligne que cette approche progressive a permis de valider successivement les briques technologiques – injection, contrôle de la flamme, systèmes carburant, lois de contrôle – avant de converger vers un démonstrateur à l’échelle moteur.
Vers des monocouloirs hydrogène au milieu des années 2030
Pour easyJet, qui exploite une flotte intégralement composée d’Airbus de la famille A320, ces travaux s’inscrivent dans une stratégie de réduction des émissions de long terme, complémentaire aux carburants d’aviation durables (SAF) et aux efforts d’optimisation opérationnelle.
La compagnie rappelle qu’elle vise la neutralité carbone nette (« net zero ») à l’horizon 2050, avec un rôle central accordé aux technologies de rupture, dont les moteurs à combustion d’hydrogène et, plus largement, les systèmes de propulsion à hydrogène sur les futurs monocouloirs.
« Cette première mondiale illustre les progrès remarquables accomplis grâce à notre partenariat avec Rolls-Royce, en faisant passer l’hydrogène du stade de concept à un moteur complet testé avec succès en seulement quelques années.
La démonstration d’un fonctionnement à 100% hydrogène à grande échelle représente une étape clé vers l’ambition net zéro d’easyJet et soutient la transition à long terme vers une aviation plus durable », déclare David Morgan, directeur des opérations d’easyJet.
Les deux partenaires affirment vouloir rester à la pointe des technologies hydrogène capables, à terme, de propulser une large gamme d’aéronefs, y compris des avions du segment monocouloir, à partir du milieu des années 2030, en cohérence avec les feuilles de route annoncées par plusieurs avionneurs, dont Airbus.
Un potentiel de réduction des émissions, mais des défis systémiques
Du point de vue aéronautique, l’essai de Stennis ne porte pas sur un moteur de série mais sur un démonstrateur technologique basé sur un Pearl 15, issu d’une famille de moteurs qui équipe aujourd’hui des avions d’affaires comme le Bombardier Global 5500/6500. Rolls-Royce précise que les enseignements de ce programme seront intégrés dans ses futurs développements, notamment l’UltraFan, conçu pour fonctionner avec des carburants durables, et, à terme, avec de l’hydrogène.
« Ce programme nous apporte la compréhension la plus avancée du comportement de l’hydrogène dans une turbine aéronautique moderne.
Grâce à une approche d’essais par étapes, nous avons validé les technologies de combustion, de carburant et de contrôle, et démontré l’utilisation sûre de l’hydrogène à travers toutes les phases, y compris à puissance maximale.
Les enseignements tirés, dont beaucoup sont indépendants du type de carburant, seront désormais intégrés à nos futurs programmes, notamment UltraFan, renforçant notre confiance dans le rôle central de la turbine à gaz dans l’avenir de l’aviation durable », explique Adam Newman, ingénieur en chef du programme démonstrateur hydrogène chez Rolls-Royce.
Sur le plan climatique, l’hydrogène ne supprime pas tous les effets environnementaux des moteurs à réaction, mais il permet d’éliminer les émissions directes de CO₂ liées à la combustion du kérosène, à condition d’être produit à partir de sources bas-carbone. Les industriels rappellent toutefois que le déploiement à grande échelle suppose des investissements massifs dans la production d’hydrogène, la logistique, le ravitaillement en aéroport et la certification d’avions entièrement repensés pour emporter un carburant volumineux cryogénique ou gazeux.
©easyJet
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