Avion à hydrogène : ce que change le choix de la pile à combustible chez Airbus

L'hydrogène est souvent présenté comme l'un des carburants possibles d'une aviation sans émissions de CO2. Airbus en a fait l'axe de son programme ZEROe, lancé en 2020. Lors de son Airbus Summit, le 25 mars 2025, le constructeur a précisé la direction prise et réaffirmé son engagement, tout en reconnaissant que le passage à l'échelle dépend de conditions qu'il ne maîtrise pas seul.

Deux façons d'utiliser l'hydrogène

L'hydrogène ne contient pas de carbone : sa transformation en énergie à bord ne produit pas de CO2. Il peut être utilisé de deux manières :

• brûlé dans une turbine, à la manière du kérosène, dans un moteur adapté ;
• converti en électricité par une pile à combustible, qui combine hydrogène et oxygène de l'air pour produire du courant, de la chaleur et de l'eau ; cette électricité alimente ensuite des moteurs électriques entraînant des hélices.

Après avoir étudié plusieurs concepts pendant cinq ans, Airbus a indiqué en 2025 privilégier la seconde voie.

Le concept retenu par Airbus

Le concept présenté en 2025 est un avion doté de quatre moteurs électriques de 2 mégawatts chacun. Chaque moteur est alimenté par son propre système de pile à combustible, et deux réservoirs d'hydrogène liquide alimentent l'ensemble. Airbus s'appuie sur plusieurs étapes déjà franchies :

• en 2023, la démonstration d'un système de propulsion à hydrogène de 1,2 MW ;
• en 2024, des essais de bout en bout associant pile à combustible, moteurs électriques, réducteurs, onduleurs et échangeurs de chaleur ;
• le développement, avec Air Liquide Advanced Technologies à Grenoble, d'un banc de démonstration du circuit d'hydrogène liquide.

Des essais au sol intégrés de la propulsion et de la distribution d'hydrogène sont prévus en 2027 à Munich. Le communiqué ne donne en revanche aucune date d'entrée en service pour un avion à hydrogène ; il indique que le futur monocouloir de nouvelle génération, qui pourrait arriver dans la seconde moitié des années 2030, ne sera pas, lui, à hydrogène.

Le vrai défi : le stockage

L'hydrogène est très énergétique par kilogramme : environ deux fois et demie à trois fois plus que le kérosène selon les sources (l'IATA retient 2,5 fois, Airbus « environ trois fois »). Mais il est extrêmement peu dense. Airbus donne des ordres de grandeur parlants : à pression et température ambiantes, il faudrait environ 3 000 litres d'hydrogène gazeux pour égaler l'énergie d'un litre de kérosène ; à 700 bars, environ six litres ; sous forme liquide, environ quatre litres.

D'où le choix de l'hydrogène liquide, qui impose de le maintenir à environ -253 °C. Les réservoirs envisagés sont à double paroi avec un vide entre les deux, complétés par une isolation multicouche, et doivent supporter de l'ordre de 20 000 décollages et atterrissages. Ils sont volumineux et ne peuvent pas être logés dans les ailes comme le kérosène : il faut repenser l'architecture de l'avion.

Émissions, sécurité et écosystème

Le bilan climatique n'est pas nul pour autant. L'IATA rappelle que la combustion de l'hydrogène produit environ 2,6 fois plus de vapeur d'eau que celle du kérosène, mais pas de CO2 ni de particules, et jusqu'à 90 % d'oxydes d'azote en moins ; une pile à combustible, elle, ne rejette que de l'eau. L'hydrogène doit aussi être produit : par électrolyse de l'eau avec une électricité bas carbone, ou à partir de gaz naturel, ce qui émet du CO2. Son intérêt climatique dépend donc de la filière de production.

L'organisation souligne enfin des sujets de sécurité spécifiques (plage d'inflammabilité large, flamme invisible, fuites difficiles à détecter) et considère la certification comme le principal défi. Airbus, de son côté, insiste sur la nécessité de développer une économie de l'hydrogène dans les aéroports et un cadre réglementaire adapté.

À retenir

• Airbus a retenu en 2025 un concept à piles à combustible, avec quatre moteurs électriques de 2 MW.
• L'hydrogène liquide doit être stocké à environ -253 °C et occupe environ quatre fois le volume du kérosène.
• Aucune date d'entrée en service n'est fixée ; des essais au sol intégrés sont prévus en 2027.
• Le bénéfice climatique dépend de la production d'hydrogène bas carbone et des infrastructures.