Aviation sans CO2 : oublions l'avion électrique, la solution est ailleurs, dit Safran

Pour le groupe aéronautique, l'objectif de baisse des émissions de 50% en 2050 par rapport à 2005 (malgré la hausse du trafic) est atteignable. Mais sa réalisation ne passera pas par des avions 100% électriques, mais par la combinaison de plusieurs facteurs : l'entrée en service vers 2035 de nouveaux avions ultra-efficaces à moteurs thermiques, la généralisation des carburants alternatifs associant des biocarburants et des carburants synthétiques, et l'amélioration de la gestion des opérations. Pour autant, les obstacles sont nombreux.
Fabrice Gliszczynski
L'open rotor pourrait être une solution pour réduire la consommation de carburant

La suppression des vols de courte distance et la course à l'avion électrique ne permettront jamais, selon le groupe aéronautique français Safran, de réduire en 2050 les émissions de CO2 générées par l'aviation de 50% par rapport à 2005, comme l'a fixée l'organisation internationale de l'aviation civile (OACI).

Les batteries électriques sont insuffisamment puissantes

Faute de batteries électriques suffisamment puissantes, les avions électriques ou hybrides pourront, certes, faire voler sur des distances maximales de 500 km des engins volants de très petite capacité comme les VTOL (véhicules à décollage vertical), et des avions commuter de 10-20 places (voire éventuellement des avions régionaux), mais ils ne pourront jamais faire voler des avions de 200 places sur plus de 1000 kilomètres d'ici à 2035, étape nécessaire selon Safran pour faire un gain significatif en termes de consommation de carburant et atteindre les objectifs de 2050.

"Sur ce type d'avions et de distances, il y aura certes de l'hybridation avec de l'électricité qui arrivera aux moteurs thermiques, mais remplacer des moteurs thermiques par des moteurs électriques, il faut oublier. Nous avons été bernés par ce qui se passe dans le secteur automobile, mais la batterie électrique ne répond pas aux demandes de l'aviation commerciale", a déclaré la semaine dernière devant la presse le directeur général de Safran, Philippe Petitcolin.

Les batteries électriques, qui ont aujourd'hui une puissance de 200 watts-heure par kilogramme [Wh/kg], sont trop faibles. Et les spécialistes des batteries n'ont pas de solutions dans les cartons.

"Pour faire voler un A320 qui transporte 80 tonnes de charge sur des trajets pouvant aller jusqu'à 5 heures, il faudrait emporter 180 tonnes de batteries qui soient 5 fois plus énergétiques que celles que l'on sait faire aujourd'hui et qui sont au-delà de la feuille de route des scientifiques", explique Stéphane Cueille, le directeur de l'innovation et de la R&T chez Safran.

Les vols de plus de 1000 km représentent 80% des émissions de l'aviation

Or, traiter la problématique des vols de plus 1000 km est la condition sine qua none pour atteindre les objectifs fixés. Ils représentent en effet 80% des émissions mondiales de C02 et ne peuvent pas, le plus souvent, être remplacés par d'autres modes de transport. Et ne seront jamais équipés de moteurs 100% électriques d'ici à 2050, et encore moins en 2035.

Ce constat, Safran souhaite visiblement le partager au plus grand nombre. Histoire de ne pas se laisser entraîner sur des fausses routes.

"Nous avons besoin de travailler sur ce qui a de l'impact sur le CO2 et pas sur ce qui donne l'impression qu'on travaille. C'est important. Car si les politiques nous demandent de travailler sur les mauvais sujets, collectivement on ne résout pas le problème", explique Stéphane Cueille.

"L'objectif est atteignable, nous avons une solution crédible"

En revanche, si Safran écarte l'avion électrique pour les vols de plus de 1000 km, le groupe aéronautique ne dit pas que l'objectif de réduction de 50% des émissions de CO2 en 2050 par rapport à 2005 n'est pas réalisable. Bien au contraire.

"Pour nous, c'est jouable. Il y a quelques mois, nous n'étions pas sûrs. Aujourd'hui, nous pensons que nous avons une solution qui est crédible. Nous avons regardé chacun des pavés et ils sont tous jouables. Est-ce que c'est gagné d'avance, bien sûr que non. Mais si nous faisons cela, oui nous avons une très grande chance d'y arriver", assure Philippe Petitcolin.

Quelle est donc cette solution miracle qui ne passera pas par un moteur électrique ? En fait, il n'y a pas une solution unique, mais la combinaison de plusieurs leviers. Trois exactement : l'entrée en service vers 2035 d'un nouvel avion court et moyen-courrier ultra-efficace; le développement de carburants alternatifs, des biocarburants dans un premier temps, puis des carburants synthétiques, tous compatibles avec les moteurs thermiques; et une gestion des opérations aériennes optimisée. Si ce dernier point peut réduire à lui seul 10% les émissions de CO2, voire de 20% si des mesures de baisse de la vitesse des avions étaient décidées, le renouvellement des flottes pourrait quant à lui apporter un gain de 50% et les nouveaux carburants de 40%.

Sauter une génération d'avion

Ces nouveaux avions en rupture seront ceux qui succèderont aux A320 Neo et B737 MAX. Pour Safran, ils devront "sauter une génération". C'est à dire qu'ils devront apporter un gain de consommation deux fois plus important que celui généralement constaté lors du remplacement d'un nouvel avion par un autre (15%).

"Il faut faire 30 à 40% de gain. Si, en 2035, nous parvenons à généraliser sur tous les segments de marché des avions qui font au moins 30% de gain de consommation de carburant, nous parviendrons à stabiliser les émissions de CO2", explique Stéphane Cueille, précisant que "le moteur, même s'il apportera une grande partie des gains espérés, ne pourra apporter la totalité. Résultat : "Il faut que les avionneurs jouent le jeu, c'est à dire qu'ils prennent des risques" pour améliorer l'aérodynamisme notamment et l'optimisation de la capacité en sièges.

Le débat entre des architectures traditionnelles avec un fuselage et des moteurs sous les ailes et des architectures en rupture comme l'introduction de moteurs "open rotor", situés à l'arrière de l'avion se poursuit. Si les avionneurs n'étaient pas très chauds ces derniers temps avec le concept d'"open rotor", l'accentuation de la pression environnementale peut remettre ce type de motorisation sur le haut de la pile. L'"open rotor" pourrait en effet apporter un gain de 15% par rapport au moteur "Leap" qui équipe l'A320 Neo et le B737 MAX, et être disponible vers 2035, selon Philippe Petitcolin. Mais "toutes les options sont sur la table", rappelle néanmoins Stéphane Cueille.

Lire aussi : Safran dévoile l'Open Rotor, un moteur en rupture pour les Airbus et les Boeing du futur

"Figer les technologies d'ici  5 à 7 ans"

Selon ce dernier, pour être prêts en 2035, "il faut que les technologies soient figées d'ici 5 à 7 ans pour lancer la phase de développement". Dans tous les cas, ce nouvel avion passera nécessairement, selon Philippe Petitcolin, par un approfondissement des relations entre les avionneurs et les motoristes.

Surtout, l'objectif est de définir un système de production qui permette de baisser les coûts de production de cet avion, qui sera forcément plus onéreux qu'un avion qui n'aurait pas nécessité un saut de génération, afin d'introduire à "iso coûts" beaucoup de technologies qui permettront aux compagnies de faire des gains opérationnels et d'absorber les hausses de coûts du carburant ou le coût du CO2.

Des carburants plus chers

Car, pour réduire de moitié les émissions de CO2 en 2050 par rapport à 2005, ce nouvel avion aura besoin d'un carburant "vert", qui sera forcément plus cher que le kérosène d'aujourd'hui. Pour Safran, une partie de ces nouveaux carburants devra provenir des biocarburants. En raison de leur coût très élevé (ils sont 2 à 3 fois plus chers), ils sont quasiment inexistants aujourd'hui dans l'aviation. Ils ne représentent en effet que 0,1% de la consommation de carburant des compagnies.

"Aujourd'hui, 90 millions de tonnes de biocaburants sont produits dans le monde pour différents usages, essentiellement pour l'automobile. En 2035-2040, quand les transports terrestres auront migré vers des solutions adaptées, Il n'est pas délirant d'imaginer que la biomasse soit orientée pour des secteurs qui en ont besoin", explique Stéphane Cueille, précisant que cette "biomasse doit être durable", comme peuvent l'être les déchets, les huiles usagées, ...

Mais, si même un tel transfert se mettait en place, il ne permettrait pas de couvrir tous les besoins du transport aérien à cette échéance.

"Nous estimons que les carburants alternatifs pourront prendre le relais", indique Stéphane Cueille.

Pour lui, deux voies se dégagent : la première consiste à utiliser des carburants synthétiques verts, qui sont en fait des solutions à base d'hydrogène vert (ou Power to liquid). Concrètement, en combinant de l'hydrogène au CO2, on obtient du kérosène, sans biomasse, utilisable comme du carburant. Le CO2 pourrait provenir des industries qui en génèrent ou être capturé dans l'atmosphère. Aux yeux de Safran, c'est la solution la plus simple. Elle aurait par ailleurs l'avantage de pouvoir être introduite à hauteur de 75% dans un mélange avec du kérosène, voire à plus de 90% sans "énormes efforts de R&T".

Pour autant, si cette technologie ne parvenait pas à percer, il resterait, selon Safran, une autre solution, beaucoup plus complexe : utiliser l'hydrogène tel quel. Cette option, qui ne pourrait être envisagée qu'après 2040, constituerait un saut "énorme". Il faudrait en effet des avions spécifiques, plus gros pour embarquer des réservoirs cryogéniques très importants nécessaires pour emmagasiner de l'hydrogène liquide 2 à 3 fois plus volumineux que le kérosène.

Beaucoup d'incertitudes

Au final, la feuille de route de Safran tient en effet la route sur le papier. Mais elle suppose néanmoins un alignement parfait des planètes. Or, de sérieux obstacles existent. Tout d'abord, les espoirs portés sur les carburants durables et des carburants synthétiques sont conditionnés à un soutien politique pour mettre en place une filière, d'abord de biocarburants, ensuite d'hydrogène vert, pour l'aviation. Une telle filière ne pourra voir le jour que s'il y a une demande pour de tels carburants. Pour cela, il faut qu'il y ait une obligation d'incorporation pour les compagnies aériennes. Problème, au regard de la spécificité internationale du transport aérien, une telle règlementation ne peut se faire qu'à l'échelle mondiale, sous peine de créer des écarts de compétitivité entre les compagnies qui seraient obligées d'utiliser des carburants alternatifs beaucoup plus coûteux et celles qui n'y seraient pas contraintes. Vu la lenteur des débats pour mettre en place dans la douleur le système de compensation mondial des émissions de CO2 Corsia à partir de 2020, il semble aujourd'hui illusoire d'espérer réunir tous les pays de la planète sur un tel projet.

"Dans l'idéal, il faudrait que cela soit à l'OACI. Au minimum en Europe", explique Stéphane Cueille. "L'Europe doit être en position d'influence et ne pas être en rupture avec certains pays", ajoute-t-il.

Lire aussi : Qui paiera le surcoût des biocarburants ?

Et si Boeing lançait prochainement le successeur du 737 MAX ?

Autre inconnue qui pourrait perturber le scénario de Safran. La date de lancement du programme du successeur des A320 Neo et des B737 MAX. Pour atteindre l'objectif, il faudrait que ces nouveaux avions arrivent sur le marché en 2035. Aujourd'hui, c'est grosso modo le calendrier d'Airbus. Récemment son directeur général, Guillaume Faury, indiquait qu'il tablait sur un lancement au milieu de la prochaine décennie pour une mise en service au début des années 2030. Jusqu'à la crise du B737 MAX, ce calendrier était également celui de Boeing. Le succès commercial des A320 NEO et des Boeing 737 MAX permettait de reculer la nécessité de lancer leur successeur. Et donc de laisser le temps aux technologies d'arriver à maturité.

Aujourd'hui, avec la crise du B737 MAX, il y a un doute. Un nouveau problème ou un boycott persistant de l'appareil après sa remise en service pourrait en effet pousser Boeing à lancer rapidement un nouvel avion comme le redoute Philippe Petitcolin. Une décision qui pousserait probablement Airbus à suivre dans les deux ans, selon lui. Or, le lancement d'un nouveau programme en 2022 pour une mise en service en 2027-2030 ne permettra pas d'atteindre les objectifs de réduction de la consommation de carburant espérée. Un avion lancé aussi tôt ne pourrait afficher qu'un gain de 5% seulement. Car les moteurs de nouvelle technologie ne seront pas prêts à ce moment-là. Et vu les sommes en jeu et la durée de vie des avions, il n'y aurait aucune chance, bien sûr, de voir les avionneurs relancer un avion dans la foulée qui soit disponible à l'horizon 2035.

Dans ce scénario, les déboires du B737 MAX conduiraient à l'échec de la réalisation des objectifs de réduction des émissions fixés pour 2050.

Lire aussi : Aviation : la vérité sur les calculateurs de CO2 (Air France, GoodPlanet, DGAC...)

Fabrice Gliszczynski

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Commentaires 46
à écrit le 06/02/2020 à 10:13
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Pour rester au planché des vaches ... la connerie c'est la volonté politique, de la voiture électrique. La note sera très chère à payer. L'écolo connerie sans limite ! Des voitures à air comprimé existent (produites en Fran...

le 28/02/2020 à 14:01
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La voiture comprimée n'est absolument pas viable (en l'état dans tous les cas), renseignez-vous avant de lancer des infos comme ça. Comme la voiture qui fonctionne à l'eau, je l'attends depuis des années :) Ne prenez pas les constructeurs automobile...

à écrit le 02/01/2020 à 11:24
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kilopower : la pile nucléaire pour les avions sur terre (ou Mars)

à écrit le 15/12/2019 à 19:37
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"Les batteries électriques, qui ont aujourd'hui une puissance de 200 watts-heure par kilogramme [Wh/kg], sont trop faibles." Le Wh est une unité d'ÉNERGIE, pas une puissance !

à écrit le 13/12/2019 à 20:41
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Mais foutez donc la paix aux as vions !... Une étude récente estimait sa pollution à 2% !!! ... Comme pour l'automobile, il est plus facile de taper sur l'utilisateur , au lieu d'imposer des filtres sur les cheminées d'usines, comme les pays scandina...

le 06/02/2020 à 9:00
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Je partage votre avis.

à écrit le 10/12/2019 à 17:11
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Vous avez oublié de parler de ZeroAvia, la motorisation d'avion à hydrogène est déjà en précommande chez eux.

le 12/12/2019 à 0:01
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Zeroavia n'a rien de révolutionnaire. C'est juste un prototype d'avion de tourisme régional à motorisation électrique dont l'énergie est fournie par une pile à combustible. Cela n'a rien de bien innovant. Et comme toujours en aéronautique, le concept...

à écrit le 10/12/2019 à 16:39
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Bien sûr qu'un avions longue distance est impossible avant longtemps en tout électrique, mais la vraie solution, on la connaît déjà, c'est le dirigeable. On savait déjà le faire au début du siècle dernier avec l'utilisation de l'hélium à la place de...

à écrit le 10/12/2019 à 13:12
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Et si nous arrivions à X 10 le rendement massique des batteries actuelles, ne faudrait-il pas 1 centrale nucléaire autour de chaque aéroport pour recharger rapidement tous les avions ?

à écrit le 10/12/2019 à 9:50
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Outre l'amélioration des avions (ailes en V, baisse du poids etc) on peut utiliser une pile à combustible (donc avion électrique nettement plus efficient) avec un carburant solaire. Le projet SUNRISE regroupe plus de 150 intervenants européens sur l...

le 10/12/2019 à 11:39
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L'énergie solaire reçue par la Terre est de 300 w / m² sous nos lattitudes. On ne va pas aller bien loin avec ça quand on compare avec la puissance nécessaire pour faire voler un avion.

le 10/12/2019 à 15:03
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@ Uma : non on reçoit en France autour de 1000 Watts par heure par m2 et en thermique comme bientôt en PV (spectre quasi complet) on capte de l'ordre de 80%. On fait des carburants solaires de multiples manières, ils se stockent et on utilise les mei...

à écrit le 10/12/2019 à 9:47
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Au journaliste, ne reprenez pas le mot de carburant "vert" fourni par le service de com de Safran. Aucun carburant ne peut être vert. Les agro-carburant (ex bio-carburant !!!) ne sont pas vert. il faut des machines pour les produire, qui elle même...

à écrit le 10/12/2019 à 9:42
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Si vous n'aimez pas mes commentaires vous ne les diffusez pas, vous ne les instrumentalisez pas, sinon c'est 100 balles !

à écrit le 10/12/2019 à 9:40
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un commentaire instrumentalisé = 100 balles J'attends...

à écrit le 10/12/2019 à 9:39
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un commentaire instrumentalisé = 100 balles J'attends...

à écrit le 10/12/2019 à 9:39
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un commentaire instrumentalisé = 100 balles J'attends...

à écrit le 10/12/2019 à 9:11
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Bon sang que ça pue la défaite tout ça, j'espère que vous n'avez pas fait d'enfants tous au moins...

à écrit le 10/12/2019 à 9:11
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"NE surtout pas toucher à Safran" OK mais dites le au moins plutôt que de faire semblant !!! -_-

à écrit le 10/12/2019 à 9:09
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Si mes commentaires vous gênent sur certains sujets vous ne les validez pas, vous arrêtez de faire semblant d'être démocrates svp, merci. Vous êtes faible vous êtes faible hein, on l'est tous, c'est pas grave hein mais soyez honnêtes au moins.

à écrit le 09/12/2019 à 20:32
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et blablabla et blablabla je prêche pour mon fond de commerce

à écrit le 09/12/2019 à 18:22
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Nos ancètres n'avaient pas l'avion et ils vivaient très bien. On devrait réserver l'avion à l'immigration.

le 10/12/2019 à 18:55
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Pas grand monde considére qu on vivait mieux en 1880 avant l avion qu aujour hui.

à écrit le 09/12/2019 à 17:28
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et qu attend t on pour imposer le green taxing aux constructeurs d avions ? La technologie existe et marche bien ! Faire évoluer les appareils avec des moteurs électrique sur le tarmac c est de l écologie de l économie de kero et moins de nuisa'ces ...

à écrit le 09/12/2019 à 17:14
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Comme le dit SAFRAN, la solution est ailleurs.. et pas forcement dans la technologie. Par exemple, si on diminuait de 30% le nombre d'avions en vol à un instant donné, on réduirait les émissions de CO2 de façon importante (peut-être 30% ?). Comment ...

le 10/12/2019 à 16:24
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En améliorant le réseau TGV européen et le système multimodal des gds aéroports, on pourrait supprimer au moins 50% de lignes court courrier inf à 1000km. Tt en sachant que sur les lignes les + courtes la consommation de kérosène lors des phases de ...

à écrit le 09/12/2019 à 15:24
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" Et les spécialistes des batteries n'ont pas de solutions dans les cartons." Pardon ????? Alors à quoi servent les milliard de $ dédié à la recherche sur les batteries à électrolyte solide ??? Alors certe on est encore loin de la densité énerg...

le 10/12/2019 à 8:12
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"à quoi servent les milliards... " ? Comme il s'agit pour une bonne part d'argent public, celui donné de force plutôt que de gré par les cons-tribuables, cet argent ne sert qu'à faire la fortune de certains industriels dont les politiciens véreux son...

à écrit le 09/12/2019 à 15:14
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... à oublier la bagnole électrique aussi. Celle-ci est une gigantesque arnaque montée de main de maître par les industriels de l'énergie atomique et les politiciens véreux à sa solde. la voiture électrique est beaucoup plus polluante que n'importe q...

le 09/12/2019 à 20:43
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" les politiciens véreux à sa solde." Je n'irai pas jusque là, je parlerais plutôt de politiciens mal informés. D'ailleurs l'Allemagne qui n'a plus d'industrie nucléaire a pourtant des constructeurs automobiles plutôt en pointe sur l'électrique.

à écrit le 09/12/2019 à 15:02
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Le problème règlementaire n'en est pas un. Il suffirait que les US et l'UE impose que toutes les compagnies aériennes voulant opérer dans leurs pays se dote exclusivement, après une date X, de tel type d'avions pour faire basculer la norme de l'indus...

à écrit le 09/12/2019 à 14:53
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Perso, je crois beaucoup à l'H2 pour l'aérien. On pourrait imaginer des centrales photovoltaïques dans des régions désertiques comme le sud algérien dont la production est intégralement utilisée pour produire du H2. (La fluctuation jour/nuit n'est pl...

à écrit le 09/12/2019 à 14:50
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Ce n'est pas un scoop. Les lois de la physique et de l'aerodynamique sont ce qu'elles sont et ne changeront pas. Aujourd'hui, pour l'équivalent d'un kilo d'hyrocarbures en énergie, il faut 10 kg de batteries. Sur un vol d'une heure, vous consommez ...

à écrit le 09/12/2019 à 14:47
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Mon propos précédent semble probable pour l'Europe à l'horizon 2035 et peut être aussi pour la Chine avec son vaste réseau de TGV et ds une moindre mesure pour l'Inde et son réseau ferroviaire très développé bien que vétuste. Je pense que pour l'arc...

à écrit le 09/12/2019 à 13:57
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Les bio carburants pour l'aéronautique, ok ! A condition qu'ils ne viennent pas concurrencer les terres agricoles réservées à l'alimentation ds un contexte d'accroissement démographique à l'horizon 2050 et d'emprise accrue de l'habitat et des infras...

à écrit le 09/12/2019 à 13:01
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L'hélicoptère était une impasse technologique jusqu'à ce qu'on y greffe une turbine. On n'est pas à l'abri d'une découverte dans le domaine du stockage de l'électricité et beaucoup de monde y travaille, donc on y arrivera. Il y a aura de idées f...

à écrit le 09/12/2019 à 12:33
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"Open-Rotor" ?? Quand j'étais élève-ingénieur, on appelait déjà ça un turbo-propulseur ! Evidemment, on n'était pas encore "Digital-Native" et on n'avait pas encore l'imprimatur de....Greta Thunberg !

à écrit le 09/12/2019 à 11:56
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"Oublions l'avion électrique"... Il est évident depuis le début que l'électrique n'est pas une solution pour l'avion. Les carburants liquides sont la seule possibilité rentable. Pétrole ou biocarburant, il y aura toujours émission de polluants. L'h...

à écrit le 09/12/2019 à 11:41
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Ben pour l'électrique reste le mégacondensateur au graphène, invention française par une nana (sic elles sont super nos scientifiques) c'est un stockeur d'électricité intermédiaire entre le condensateur chimique et l'accu au lithium, charge presqu'in...

le 09/12/2019 à 12:36
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Pour les carburants bios, pas de problèmes. Bolsonaro est entrain de raser la forêt Amazonienne pour planter du colza qui les fournira. Les écolos devraient hurler de joie !

le 02/01/2020 à 18:51
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@netricks, Disons plutôt de la canne à sucre car le colza est une plante hivernale comme le blé et supporte mal la canicule. Reste que si on ne veut pas laisser raser l'amazone il faut indemniser les pays détenteurs de ces forêts primaires dont nou...

à écrit le 09/12/2019 à 11:02
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Voilà une industrie qui réfléchit sérieusement, envisage, analyse et chiffre les différentes hypothèses permettant d'atteindre les objectifs assignés. C'est une démarche intelligente. Exactement le contraire de ce qui se passe dans les transports te...

le 09/12/2019 à 13:37
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sine qua non. Aucune nonne dans cette expression, juste du latin.

à écrit le 09/12/2019 à 10:59
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si on multiplie le nombre d'avions par deux, on peut toujours diminuer la consommation de 50% on n'aurai rien résolu.

à écrit le 09/12/2019 à 10:17
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Oui l'avenir de l'aéronautique passe par des aeronefs qui consomme moins de kérozène, qui génère moins de CO2. L'experience même du vol en formation "oiseaux migrateur" est certainement pour Airbus une très bonne chose. Des avions qui ressemble de pl...

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