Aéronautique : la neutralité carbone passera par des carburéacteurs alternatifs

Un extrait de « Carburéacteurs alternatifs aéronautiques et leur déploiement » par Mickaël SICARD, Alain QUIGNARD

Les carburants alternatifs ont certaines caractéristiques qui les distinguent des carburéacteurs fossiles. Ainsi, ils ne contiennent pas de soufre (ou à des teneurs inférieures à 1 mg/kg) et très peu d’hétéro-atomes (O, N…), de métaux dissous et de contaminants. Ces carburants possèdent d’excellentes propriétés de combustion et de stabilité à l’oxydation à haute température, mais également à froid avec une viscosité faible à basse température (-20 et -40°C). De plus, ils ne craignent pas la corrosion, leur acidité totale étant faible, voire très faible. En revanche, leur conductivité électrique et leur pouvoir lubrifiant restent très mauvais du fait du manque d’impuretés et de la constitution des carburéacteurs en hydrocarbures. Heureusement, ces deux caractéristiques négatives peuvent être facilement améliorées par ajout du bon additif.

Deux grandes voies vers les carburéacteurs alternatifs

Les procédés de production des carburéacteurs de synthèse alternatifs sont en général les mêmes que ceux développés pour produire des carburants gazoles. Ils sont extrêmement nombreux et à des stades de développement très variés, allant du concept de laboratoire (quelques grammes ou dizaines de grammes/jour : TRL bas de 1 à 3) à l’unité industrielle (150 à 3 500 t/jour : TRL élevé de 9). Pour rappel, l’échelle TRL (Technology Readiness Level, ou niveau de maturité technologique) permet d’évaluer le niveau de maturité d’une technologie et est couramment utilisée dans le monde technique, autant que dans le monde scientifique. Il est possible de distinguer deux grandes voies, chacune constituée de plusieurs classes. D’une part, la voie thermochimique directe ou indirecte. Et d’autre part, la voie hybride biologique et thermochimique. Cette dernière se décompose en une première étape fermentaire permettant de produire un intermédiaire, et une seconde étape thermochimique transformant l’intermédiaire en carburant alternatif.

Les voies thermochimiques font appel à des procédés valorisant la ressource dans son intégralité physique (torréfaction, pyrolyse, conversion hydrothermale de l’ensemble de la biomasse) afin de la changer en hydrocarbures. Les voies thermochimiques directes sont basées, soit sur la transformation directe des lipides en carburéacteurs alternatifs, soit sur la liquéfaction de la biomasse et des déchets. Les voies thermochimiques indirectes, elles, passent par une étape de production de gaz de synthèse CO + H2 via la gazéification. Ce qui permet ensuite de fabriquer des bases pour carburants. Les voies hybrides partent en général de biomasse composée de sucres et mettant en œuvre une première étape d’hydrolyse enzymatique. Elle permet de récupérer les sucres fermentescibles avant la seconde étape de fermentation, en vue de produire des alcools ou des lipides, voire directement des oléfines. Ces produits peuvent être incorporés dans l’essence. Ces carburéacteurs tendent à se rapprocher de plus en plus d’un produit fossile, où une incorporation jusqu’à 100 % paraît envisageable dans le futur.