Décarboner l’aviation

Construire le transport aérien du futur

L’aéronautique européenne se doit d’être en première ligne pour construire un transport aérien décarboné : en effet la moitié des avions courts et moyens courriers de la flotte mondiale et les ¾ des moteurs de ces appareils sont issus de nos industries. Quelles que soient les options choisies, l’effet d’entrainement des innovations à venir sera généralisé à l’échelle mondiale.

 

La sécurité du transport aérien a été l’objectif majeur des dernières décennies et il est bien évident qu’il le restera. Toute innovation de rupture devra s’effectuer sur un temps suffisamment long, d’environ 15 ans, afin de maintenir et améliorer encore les niveaux de risques actuels. Néanmoins, il existe des leviers à court et moyen terme permettant de réduire l’empreinte carbone du trafic aérien et préparer la mise en place des ruptures futures.

Les actions de court-moyen terme

  • Le renouvellement des flottes. Entre deux générations d’appareils, des gains de consommation de 15 à 20% sont déjà réalisés grâce à des progrès sur l’efficacité propulsive, la masse, l’aérodynamique, l’usage de systèmes plus électriques, une avionique plus performante. L’abandon et le remplacement des générations d’avions les plus anciennes constituent déjà un gain très significatif.

Les 28 Airbus A350 et 60 A220 commandés par Air France consomment jusqu’à 25 % de carburant en moins et réduisent jusqu’à 50 % les émissions sonores par rapport à un avion de taille similaire et de conception moins récente. Air France accélère ses engagements et fixe son nouvel objectif à l’horizon 2030 : réduire de moitié ses émissions de CO2 au passager/km par rapport à 2005.

  • L’amélioration des opérations. Des gains potentiels sont encore à attendre à court terme via l’optimisation des routes et des procédures de vol (descentes continues), ou toute autre évolution des opérations. Ils pourraient conduire à des économies de carburant de l’ordre de 10%, voire davantage. Les progrès dans la connectivité permettront donc d’améliorer encore l’empreinte environnementale de nos futurs appareils.

 

 

  • Mise en place des mesures économiques permettant de compenser les émissions de CO2 Dans le cadre de l’OACI, l’agence spécialisée de l’ONU pour l’aviation civile, l’ensemble des Etats s’est engagé à ne pas dépasser le niveau des émissions de CO2 du transport aérien de 2019. Ce régime de compensation de carbone (offsets) pour l’aviation, baptisé CORSIA, est une mesure économique mondiale transitoire (jusqu’en 2035), inédite, adoptée par les Etats dans l’attente de ruptures technologiques et de l’utilisation massive de carburants alternatifs durables. Les compagnies aériennes s’engagent ainsi à financer des économies de carbone dans d’autres secteurs d’activité et compensent de ce fait leurs émissions de CO2 excédentaires par rapport au niveau plafond de 2019.

Les ruptures technologiques

Parvenir à décarboner le transport aérien implique des ruptures technologiques différenciées selon les types de porteurs. Il n’y a pas de solution unique, la diversité des technologies à utiliser implique d’associer très largement tout une filière industrielle.

  • Pour l’aviation générale et les petits appareils: développer un avion hybride/électrique, la classe d’appareils permettant ici d’utiliser des batteries sans que leur masse en devienne prohibitive.


Projet d’avion hybride Ecopulse (Airbus, Daher, Safran)

 

  • Pour les court-moyens courriers, deux scénarios seront étudiés en parallèle avec un point de décision vers 2025 pour effectuer un choix pour le futur court-moyen courrier (SMR) européen :
    • Une configuration ultra-sobre utilisant une motorisation UHBR (Ultra High By Pass Ratio) offrant une rupture sur la consommation et dont le développement devrait être lancé vers 2025. L’objectif est ici d’atteindre un gain de 30% par rapport à la génération précédente, en combinant aux progrès de motorisation des améliorations de l’aérodynamique de l’appareil et une réduction de la masse. L’objectif de zéro émission sera atteint par incorporation de 100% de carburants alternatifs durables (issus de la biomasse ou totalement synthétiques).

Moteur UHBR (Ultra High Bypass Ratio)

 

  • Une configuration d’avion « en rupture » (à hydrogène, ou cryogénique), qui vise le zéro-émission, avec une entrée en service vers 2035, dont la démonstration de faisabilité technologique doit être disponible en 2025, afin d’enclencher à temps les phases de montées en maturité et de cadrage règlementaire pour la certification. Cette configuration reprendra la plupart des progrès technologiques développés pour la configuration précédente, puisque la sobriété reste un impératif. Airbus travaille sur 3 configurations (voir images): un SMR à turbo fan utilisant le moteur ultrasobre, un régional turboprop (100 passagers, range 1800 km), une configuration « aile volante » SMR (environ 200passagers) plus révolutionnaire mais qui a potentiellement la capacité d’atteindre le rayon d ‘action le plus important.

  • Pour les longs courriers, la démarche vers l’avion à hydrogène étant plus éloignée dans le temps, la stratégie consiste à développer un avion ultra sobre (technologies similaires à celles développées pour le SMR) et à promouvoir l’incorporation de carburants alternatifs durables.

Quelles trajectoires de décarbonation ?

Les projections sur 2020-2050 des émissions mondiales CO2 de l’aérien calculées en tenant compte de l’ensemble de ces innovations (modélisations 2020 effectuées par l’Onera), ainsi que des délais de mise en service par les compagnies aériennes montre qu’il est possible d’atteindre l’objectif fixé pour 2050 (division par 2 des émissions mondiales vs. le niveau de 2005). Ces simulations sont effectuées en introduisant les différentes options technologiques et en tenant compte d’un taux d’incorporation de carburants alternatifs durables pouvant aller jusqu’à 75% en 2050, selon les options.

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