Pollution : comment les avions deviennent plus verts

Même si l'industrie aéronautique cherche à réduire son empreinte carbone, l'heure des grands transporteurs à zéro émission est loin d'être arrivée.

Le 1er octobre, Air France a annoncé vouloir compenser son bilan carbone dès 2020. Une bonne nouvelle dans la mesure où le transport aérien est un champion pour l'émission de CO2 dans l’atmosphère. Dans son rapport de 2014, l’Agence européenne de l’environnement estimait qu’un avion émettait en moyenne 285 grammes de CO2 par kilomètre et par passager, quand une voiture de taille moyenne se limitait à 104 grammes.

Si les constructeurs automobiles ont pris la mesure des enjeux climatiques, les avionneurs semblent encore très loin de s’en préoccuper, même s'ils travaillent à des solutions d’avenir. Pour commencer, ils ont réduit les consommations de kérosène de leurs engins. Le dernier-né de la gamme d'Airbus, l’A350 XWB, est équipé de moteurs Rolls-Royce qui consomment entre 25 et 30% de moins que ceux de la génération précédente. Reste qu'ils consomment toujours des énergies fossiles.

A l’heure où certains militants écologistes pointent du doigt ceux qui se déplacent par les airs, l’industrie aéronautique est confrontée à une épineuse question : à quand l’avion propre ? Pas avant une bonne dizaine d’années, selon les grands acteurs du secteur. Ces derniers anticipent pourtant "l’avion vert" depuis bientôt dix ans. Dès 2010, Airbus a commencé à développer des projets d’avions électriques ou hybrides. Le premier était un petit avion de voltige, baptisé CriCri, pourvu de quatre moteurs électriques, dont l'objectif était autre que de maximiser l'autonomie.

En effet, l’aéronautique est confrontée à un problème de poids au sens propre : les batteries. Actuellement, au décollage, la masse de batteries nécessaire à un avion électrique serait le double de celle du carburant. En imaginant des batteries réduites de cinq fois leur taille actuelle, un moyen courrier du type A320 embarquerait 170 tonnes de batteries. Impensable de le faire décoller quand on sait qu’un tel avion a une masse au décollage inférieure à 80 tonnes.

Malgré ce handicap, les avionneurs croient à l’électrification. En juillet 2015, l’E-Fan et ses deux hélices d’Airbus sont parvenus à traverser la Manche à la vitesse de croisière de 160 km/h. Après deux prototypes, à deux puis quatre places, le groupe annonce maintenant un futur E-Fan X, successeur de l’E-Fan, mais trente fois plus puissant que son prédécesseur. Ce serait un prototype d’avion de ligne. Cependant, au stade des connaissances d'aujourd'hui, un avion électrique ne pourrait pas embarquer plus d'une centaine de passagers, et pour un court courrier uniquement.

La solution passe a priori par l’hybridation. Airbus vole dans ce sens. Pour le constructeur européen, un avion commercial hybride serait envisageable à horizon 2030. Un avis que partage le concurrent, Boeing. Après avoir délaissé la start-up américaine Zunum Aero, avec laquelle il développait un projet d’avion hybride, le géant américain a investi avec le français Safran (motoriste d’avion) dans Electric Power Systems (EPS), société américaine spécialisée dans les produits de stockage énergétique.

Pour l’aéronautique, la conception de la batterie du futur à haute densité́ énergétique est un objectif majeur. Sans de telles batteries, voir voler des avions hybrides dans un premier temps, puis électriques dans un second temps, semble très peu probable. Quant à la solution de l’avion à hydrogène, elle est plus qu'hypothétique. Si quelques prototypes ont pu voir le jour, en raison des difficultés de stockage du carburant et du coût de la pile à combustible, aucun projet viable n’a encore abouti. Airbus, Safran ou Boeing n’ont toutefois pas dit leur dernier mot.

Principal frein : les batteries

• 850 tonnes, c’est la capacité de batteries qu’il faudrait à un avion moyen-courrier 100% électrique.
• 10%, c’est le gain d’énergie que l’hybridation devrait apporter d’ici dix ans.
• 4% d’économie de carburant serait possible si les phases de roulage étaient assurées par des moteurs électriques.