University of Ottawa

Objet publié

L’industrie aéronautique s’engage dans la décarbonation et l’hydrogène (H2) apparaît comme une solution prometteuse pour les vols long‑courriers. Dans ce contexte, les piles à combustible H2 risquent de ne pas atteindre à court terme les densités de puissance nécessaires pour ces applications, laissant les turbines à gaz alimentées à l’hydrogène comme voie technique réaliste. L’utilisation de l’H2 diffère fondamentalement des carburéacteurs à base de kérosène et ouvre des opportunités nouvelles : l’hydrogène reste stable aux températures élevées rencontrées dans les composants des circuits de gaz chauds (chemises de chambre de combustion, aubes de turbine) et doit être stocké sous forme cryogénique liquide ou gazeuse comprimée. Le refroidissement endothermique requis pour vaporiser ou préchauffer l’hydrogène depuis son état de stockage s’accorde naturellement avec les besoins thermiques des moteurs aéronautiques. Pour exploiter pleinement ce potentiel, cette collaboration propose de concevoir une architecture de moteur innovante où l’hydrogène sert également de fluide frigorigène, supprimant ainsi le poids et la consommation énergétique liés aux vaporisateurs et aux nombreux échangeurs de chaleur de préconditionnement. De plus, le recours à l’air détourné du compresseur pour le refroidissement pourrait être fortement réduit, voire éliminé, ce qui permettrait d’améliorer le rendement moteur de l’ordre de 10-15 % par rapport aux turbomachines traditionnelles au kérosène. L’objectif final est de réaliser un démonstrateur de chambre de combustion capable de préchauffer l’hydrogène à basse température, de minimiser l’usage d’air de refroidissement supplémentaire et de brûler l’hydrogène proprement et efficacement, en tirant parti des possibilités offertes par la fabrication additive appliquée aux superalliages et aux céramiques haute température.