La solution inédite d’Apus Zero Emission de stockage de l’hydrogène avec des réservoirs d’aile.

La société allemande Apus Zero Emission GmbH a récemment dévoilé le prototype d’un avion léger, bimoteur à hydrogène susceptible d’emporter 4 personnes sur 900 km. La société propose une solution innovante pour le stockage de l’hydrogène, dans les ailes, même si de nombreux défis restent encore à relever.

Apus Zero Emission GmbH, installée sur l’aérodrome de Strausberg, à quelques kilomètres à l’Est de Berlin, a été fondée en 2014. En partenariat avec le motoriste Continental, la société propose une solution de remotorisation des Cessna 206 vers un moteur CD-300 brûlant du Jet-A1, associé à une hélice MTV-12.

Depuis 2019, Apus travaille également sur plusieurs programmes d’avions utilisant les technologies hybride-électrique et en particulier l’hydrogène-électrique. Ainsi, la société a dévoilé début septembre 2024 le prototype de l’Apus i-2, dont elle avait présenté une maquette sur le salon Aero 2024 de Friedrichshafen.

La forme générale de l’avion, bimoteur, reprend une formule aérodynamique avec un empennage en T et des ailes avec un dièdre marqué. Avec une envergure de 13 m, long de 8,9 m, le quadriplace devrait disposer d’une MTOW à 2.200 kg et devrait être en mesure de franchir 500 nm (900 km environ) à 160 kts en croisière.

La cellule est entièrement faite de matériaux composites. Le train d’atterrissage est  rétractable hydrauliquement et des entrées sont pratiquées de part et d’autre du nez de l’avion pour assurer le refroidissement et la ventilation des piles à combustible logées à l’intérieur. De larges entrées d’air sont également installées à l’avant des nacelles des moteurs électriques, placées sur la voilure.

Chacun des moteurs est alimenté par une pile à combustible avec la possibilité d’un « cross feed » de manière à pouvoir alimenter deux moteurs en cas de panne. Une batterie haute tension compense le manque de puissance, par exemple lors d’une montée à basse vitesse et forte puissance nécessaire, et lors des opérations à forte consommation d’énergie.

L’innovation d’Apus Zero Emission réside principalement dans le stockage de l’hydrogène sous forme gazeuse, avec un procédé ingénieux.

Le choix de l’hydrogène gazeux apporte des avantages, mais aussi des inconvénients. Plus volatile que l’hydrogène liquide, la forme gazeuse offre une densité énergétique moins importante et donc une autonomie moindre et un temps de ravitaillement plus long. Toutefois, la forme gazeuse, qui doit être stockée sous pression, n’a pas besoin d’être refroidie à -273,15°C, ce qui représente un défi technique important, notamment en aviation légère.

Plutôt que de stocker l’hydrogène dans un gros réservoir, l’idée d’Apus Zero Emission est d’utiliser l’espace disponible dans les ailes pour placer 4 réservoirs tubulaires. Ces réservoirs, constitués de matériaux composites, ont la particularité de servir également de longerons. Un double défi pour Apus Zero Emission : les réservoirs doivent non seulement être parfaitement étanches, supporter la pression nécessaire au stockage de l’hydrogène, mais ils doivent aussi assumer les forces aérodynamiques soumises à l’aile. La société allemande dit avoir déposé plusieurs brevets sur le procédé.

Les ailes sont faites de fibres de carbone et utilisent la technique du « one-shot » de manière à réduire la complexité de l’assemblage et assurer une meilleure étanchéité plutôt que d’avoir recours à des joints complexes.

Apus Zero Emission espère pouvoir effectuer le premier vol de l’Apus i-2 à la fin 2024 ou début 2025. Apus vise une certification CS-23 en 2027 pour son quadrimoteur qui devrait être vendu 1,1 million d’euros, pour une entrée en service en 2028.

En parallèle, l’entreprise étudie la faisabilité de deux avions quadri-moteurs hybrides dénommés Apus i-5. Le premier, capable d’emporter entre 9 et 19 passagers, sera décliné en version cargo également. Il intègrera 2 moteurs thermiques brûlant du carburant d’aviation durable et deux moteurs électriques.

L’autre projet, mené en partenariat avec Rolls-Royce, vise à développer une variante « multi-missions » qui servira avant tout de démonstrateur de technologies de propulsion électriques pour les deux entreprises partenaires. Une version destinée à la reconnaissance est aussi à l’étude.