Le vol était annoncé d'ici à la fin de l'année, il a eu lieu le 28 octobre. Les industriels Airbus, Dassault Aviation et Safran, avec le soutien scientifique de l'Onera et financier du ministère des Transports, ont fait voler un A319 avec un moteur Leap-1A approvisionné avec 100% de biocarburant. Un premier pas vers l'avion bas carbone appelé de ses vœux avec une certaine ambiguïté par Emmanuel Macron dans le cadre du plan France 2030.
Réalisé depuis Toulouse, ce vol s'inscrit dans le cadre de l'étude Volcan (Vol avec carburants alternatifs nouveaux). Dévoilée en juin dernier, elle s'est fixé pour objectif d'étudier l'impact d'un vol alimenté uniquement avec des carburants aériens durables (SAF ou biocarburants), que ce soit sur le plan de la compatibilité avec les différents équipements au contact du carburant, mais aussi sur le plan environnemental avec la réduction d'émissions de CO2 et de particules.
Pour l'instant, les avions commerciaux actuels sont certifiés pour voler avec un mélange de kérosène et de biocarburant, celui-ci pouvant être incorporé jusqu'à 50 % sans aucune contrainte technique (« drop in »). Le passage à 100 % de biocarburant pourrait donc offrir une perspective significative dans le cadre de la décarbonation du transport aérien. Les SAF apportent un potentiel de réduction d'émissions carbone de 80 % sur l'ensemble du cycle de production et d'utilisation par rapport au kérosène classique, essentiellement grâce à l'absorption de CO2 liée à leur fabrication.
Vers la fin des traînées de condensation ?
Pour Volcan, les partenaires ont opté pour un carburant dit HEFA, produit à partir d'esters hydrotraités et d'acides gras issus principalement d'huiles de cuisson usagées. Pour Nicolas Jeuland, expert du groupe Safran pour les carburants futurs, le choix de l'HEFA permet ainsi de s'affranchir pleinement de la composition chimique du pétrole pour privilégier des caractéristiques plus favorables sur le plan environnemental. Ce type de SAF a ainsi la particularité de ne contenir quasiment aucun soufre ou aromatiques, principaux vecteurs des émissions de particules non-volatiles à l'origine de trainées de condensation.
Pour cause, comme l'explique Julien Moreau, responsable des démonstrations en vol pour les énergies alternatives au sein du Flight Lab d'Airbus, l'objectif de Volcan ne s'arrête pas à la réduction de CO2. Il s'agit aussi de caractériser précisément les émissions et les traînées générées par l'avion, afin d'évaluer l'impact environnemental de l'utilisation d'un moteur alimenté avec 100 % d'HEFA.
Ce travail sera fait avec la mise en place de nombreux capteurs embarqués à bord de l'A319, mais aussi avec un avion suiveur mis en œuvre par l'institut de recherche aéronautique allemand DLR. Son pendant français, l'Onera, est impliqué dans l'analyse des résultats avec l'élaboration et la comparaison de modèles.
En se basant sur des essais déjà menés au sol, Nicolas Jeuland estime que l'utilisation d'HEFA pourrait permettre une réduction de 60 à 70 % des traînées de condensation, l'impact de la réduction d'émissions de particules étant en partie atténué par le rejet d'un peu d'eau supplémentaire.
Problème de joints
Le passage à 100 % de biocarburant entraîne néanmoins quelques difficultés. L'autre objectif de Volcan est donc de mesurer l'impact de l'utilisation de 100 % d'HEFA sur les équipements tels que le moteur, les pompes et les circuits carburant, afin de garantir leur bon fonctionnement durant l'ensemble des phases de vol.
Nicolas Jeuland rappelle ainsi que les aromatiques tendent à faire gonfler certains joints dans les circuits de carburant. Il faut donc s'assurer que leur absence n'entraîne pas une rétraction de ces joints pouvant générer des fuites, par exemple. De même pour le soufre, qui contribue à la lubrification du moteur et des pompes carburants.
Au cours de la première phase d'expérimentation, qui comprend six vols d'ici à la fin de l'année, Airbus, Safran et Dassault vont donc utiliser des systèmes sans aucune modification pour évaluer cet impact. Il s'agit de tester l'ensemble des points de fonctionnement du moteur, jusqu'au redémarrage en vol, et toutes les phases de vol de l'avion, détaille Julien Moreau. Le premier essai a notamment permis de s'assurer qu'une mise au ralenti du moteur n'entraînait pas d'extinction de celui-ci. Des tests seront également menés sur un moteur Leap-1A identique et des systèmes carburants, avec l'appui de Safran Aerosystems.
En fonction des résultats de cette première phase, des modifications de certains équipements pourront être mises en place, puis testées au sol puis en vol au cours d'une deuxième phase d'essais. Celle-ci devrait avoir lieu entre fin 2022 et début 2023. Elle devrait notamment inclure le vol d'un avion dont les deux moteurs seraient, cette fois, entièrement approvisionné en SAF.
A plus long terme, les conclusions tirées de Volcan doivent permettre de préparer la certification de moteurs et d'avions capables d'emporter 100 % de SAF, mais aussi l'homologation d'un carburant aux propriétés spécifiquement définies comme le Jet-1A aujourd'hui pour le kérosène. Airbus - comme Boeing - se projette ainsi sur des appareils neufs entièrement compatibles à l'horizon 2030. Avant, peut-être, de songer aux possibilités de rétrofit sur la flotte existante.
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