Quelle place pour les carburants alternatifs dans l'aéronautique ?

L'utilisation de carburants alternatifs a-t-elle un avenir dans l'aéronautique ? Si oui, sous quelle forme ? Quel frein reste-t-il à lever ? Le point sur les recherches et les voies de développement privilégiées.

Aujourd’hui, la grande majorité des avions civils et militaires utilisent le kérosène (« jet fuel » pour les spécialistes). Seuls les avions légers équipés de moteurs à pistons font appel à l’essence d’aviation. Le kérosène correspond à la coupe de distillation du pétrole située entre les coupes essence et les coupes gazole et il représente globalement entre 5 et 6 % du pétrole distillé. En 2007, la consommation mondiale de kérosène aviation s’est élevée à 1,9 milliard de barils (soit 216 Mt), la plus grande part de cette celle-ci relevant du transport aérien.Pourtant, la recherche de carburants alternatifs susceptibles de remplacer le kérosène est relativement ancienne. Mais parce que pendant longtemps le pétrole a été une ressource abondante et peu coûteuse, donc difficile à concurrencer, les recherches n’ont pas abouti. Depuis quelques années toutefois, la situation a changé et de nouvelles priorités se sont fait jour. En particulier dans le transport aérien. Le secteur a pris conscience qu’il ne pourra continuer à croître (5 % par an jusqu’à début 2007) qu’en relevant plusieurs défis :

Energétique tout d’abord (en relation avec la déplétion des ressources fossiles) ;
Environnemental (impact de l’aviation sur le changement climatique et sur la qualité de l’air sur et autour des aéroports) ;
Economique (la part relative du carburant dans le coût opérationnel d’un avion de transport long-courrier dépassait un tiers lorsque le baril de kérosène a atteint 170 dollars mi-2008) ;
Et géopolitique (sûreté d’approvisionnement).

Le défi environnemental est devenu prioritaire et a conduit l’Europe à définir un objectif ambitieux de réduction de la consommation, exprimée en litres de carburant par passager et pour 100 km en 2020 : ce qui correspond à une réduction de 50 % par rapport à l’état de l’art en 2000 (ACARE). Les carburants alternatifs participent, au même titre que les progrès technologiques en matière d’aérodynamisme, de propulsion, de matériaux et de structures ainsi que de gestion du trafic aérien, à la diminution de l’impact environnemental comme l’illustre la figure ci-dessous.

Rôle des carburants alternatifs dans le contrôle des émissions de CO2 du transport aérien (source IATA)

Compte tenu que l’hydrogène ne présente pas aujourd’hui, du fait qu’il est produit à partir du gaz naturel, d’avantage dans le cadre d’une Analyse du Cycle de Vie (ACV), les recherches ont été orientées vers un carburant « drop-in », c’est-à-dire susceptible de remplacer, partiellement à court terme et en totalité à long terme, le kérosène conventionnel avec le minimum de modifications des avions, des moteurs et des aéroports, existants ou en développement. Dans cette perspective, tout carburant alternatif devra respecter des spécifications internationales proches de celles requises pour le kérosène conventionnel.Dans ce cadre, les travaux menés ont montré qu’il existait deux voies principales de production de carburants « drop-in » :

La voie XTL (Anything-To-Liquid) reposant sur la transformation thermochimique d’une ressource hydrocarbonée et conduisant à un SPK (Synthetic Paraffinic Kerosene). Les CTL (Coal-To-Liquid) et GTL (Gas-To-Liquid) obéissent à un souci d’indépendance énergétique. Seuls les BTL (Biomass-To-Liquid) laissent espérer un gain environnemental, sans qu’il soit possible d’avancer des chiffres fiables, du fait qu’il n’existe pas encore d’accord international pour la mise en œuvre de la méthodologie ACV.
La voie HVO (Hydrogenated Vegetable Oil) consistant à produire un carburant à partir d’huiles fournies par l’agriculture ou l’aquaculture (micro-algues), voire d’huiles produites par transformation microbienne, et à les hydrotraiter. Ce sont des HVO qui ont été utilisées pour les démonstrations en vol réussies, réalisées en 2008.

Ce faisant, il subsiste toutefois un certain nombre de questions, et non des moindres, à instruire. Un accord international est à rechercher pour la méthodologie ACV. Par ailleurs, il faudra aussi encourager les investissements qui permettront de passer d’une production à l’échelle de pilotes à une production industrielle pouvant satisfaire la demande.Par Paul Kuentzmann, Haut conseiller à l’Onera© crédit photo vignette : air-safety-security.com