303 secondes sans compresseur : l’Allemagne bat la NASA avec une turbine à hydrogène qui pourrait changer la donne
Des chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont réussi à faire fonctionner une turbine à gaz sans compresseur pendant 303 secondes, dépassant le précédent record de la NASA qui s’établissait à 250 secondes.
Au delà du prestige et sans doute plus intéressant pour l’humanité : ils ont produit de l’électricité avec, ce qui pourrait avoir des répercussions dans un secteur de l’énergie en pleine transition verte.
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Des chercheurs allemands ont réussi à faire fonctionner une turbine à gaz sans compresseur pendant 303 secondes
Les turbines à gaz traditionnelles fonctionnent selon le cycle de Brayton.
Le principe est simple :
- aspirer de l’air
- le comprimer fortement
- injecter du carburant
- brûler le mélange
- récupérer l’énergie via la turbine
Il y a cependant un petit « hic » dans cette belle mécanique : pour comprimer l’air, la turbine consomme environ 50 % de la puissance qu’elle produit.
Autrement dit, la moitié de l’énergie générée sert… à faire fonctionner le compresseur.
C’est un peu comme si votre voiture brûlait la moitié de son carburant juste pour faire tourner sa propre pompe à essence !
Supprimer le compresseur : l’idée radicale
Les ingénieurs du KIT ont exploré une autre voie : la combustion à gain de pression.
Au lieu de comprimer mécaniquement l’air avant combustion, ils utilisent des ondes de détonation pour créer directement une montée en pression à l’intérieur de la chambre de combustion.
Résultat :
- pas de compresseur mécanique
- moins de pièces mobiles
- architecture plus simple
- rendement potentiellement supérieur
En théorie, cela permettrait d’augmenter fortement l’efficacité globale de la turbine.
En pratique, c’est extrêmement difficile à maîtriser :
- les détonations sont violentes,
- les températures sont extrêmes,
- le risque de destruction de la chambre de combustion est réel.
303 secondes : un cap technologique majeur
Lors des premiers essais, les chercheurs n’osaient faire fonctionner la turbine qu’une fraction de seconde.
Cette fois-ci, elle a tenu 303 secondes, soit un peu plus de cinq minutes.
Cela peut sembler court, mais dans le domaine des turbines à combustion détonante sans compresseur, c’est un bond considérable.
Le précédent record détenu par la NASA était de 250 secondes.
Ce nouveau résultat montre que la stabilité thermique et mécanique du système progresse rapidement.
Pourquoi l’hydrogène est au cœur du projet
La turbine du KIT fonctionne à l’hydrogène et c’est un choix pertinent puisque ce dernier :
- réagit extrêmement vite
- permet des augmentations de pression plus stables
- ne produit pas de CO₂ à la combustion
- peut être généré à partir d’électricité renouvelable
Cela en fait un candidat crédible pour des systèmes énergétiques bas carbone.
Produire de l’électricité directement : le vrai défi
Faire brûler un carburant est une chose.
Convertir cette énergie en électricité de manière stable en est une autre.
Les détonations internes sont rapides et violentes.
Transmettre cette énergie de manière contrôlée vers la turbine est un défi majeur.
L’équipe allemande affirme avoir réussi à produire de l’électricité à partir du système, ce qui marque une étape supplémentaire vers une application réelle.
Une alternative crédible aux turbines conventionnelles ?
Si la technologie arrive à maturité, elle pourrait offrir :
- un meilleur rendement
- moins de pertes internes
- une architecture simplifiée
- une compatibilité avec l’hydrogène vert
- une flexibilité d’utilisation pour centrales électriques ou propulsion
À terme, cela pourrait concurrencer les turbines classiques utilisées dans les centrales thermiques, voire certaines applications aéronautiques.
Encore expérimental, mais stratégique
Il faut rester lucide. 303 secondes ne signifient pas que la technologie est prête pour une exploitation industrielle.
Les défis restent nombreux :
- durabilité des matériaux
- stabilité à long terme
- gestion thermique
- montée en puissance
- intégration réseau
Mais une chose est claire : La combustion à gain de pression n’est plus un concept théorique.
Elle a prouvé qu’elle fonctionnait et qu’il faudrait sans doute compter dessus dans les années à venir !
Résumé en un coup d’oeil :
Sources :
- Experimental Investigation of Stable Performance in a H2/air RDC for Hydrogen-Based Power Generation (en français : « Étude expérimentale des performances stables d’une RDC H₂/air pour la production d’énergie à base d’hydrogène »)
Joachim Grune, Karsten Sempert and Daniel T. Banuti
AIAA 2025-1775
Publié le 3 Janvier 2025
https://doi.org/10.2514/6.2025-1775 - Karlsruhe Institute of Technology, Runtime record and first electricity generation with a compressorless hydrogen gas turbine, février 2026
Image : Joachim Grune, KIT
