Mes avions continueront-ils à fonctionner au kérosène ?

Quand arriveront les carburants alternatifs au kérosène ? Nous nous sommes posé la question face au risque d’un blocage des vols et, dans le dernier épisode de notre newsletter Spoiler, le futur, nous avons tenté d’y répondre.

Voici un extrait du dernier épisode de notre newsletter hebdomadaire Spoiler, le futur, où nous cherchons à comprendre comment l’innovation technologique et les résultats des recherches scientifiques vont influencer aussi notre vie quotidienne. Vous y trouverez aussi bien d’autres choses, comme des conseils de lecture et une écoute spéciale chaque semaine. C’est gratuit et si vous souhaitez vous inscrire, cliquez sur la bannière ci-dessous :

Il est vrai que ce n’est pas la chose la plus importante. Face aux bombardements, à la crise énergétique que nous commençons à percevoir et à toutes les conséquences que cette guerre porte avec elle, le fait que les vols aériens risquent d’être interrompus n’est certainement pas en tête des priorités. Et pourtant si vous envisagiez un voyage depuis des mois ou si vous attendiez le printemps pour vous réserver un petit week-end, vous avez peut-être ressenti une pointe de frustration à la lecture de ces nouvelles.

Il y a quelques jours, pour la première fois en près de 17 ans de permis, j’ai fait le plein avec les derniers litres de carburant encore disponibles à la station-service. Entre-temps, j’écoutais à la radio comment l’Union européenne incitait à privilégier les transports publics plutôt que les transports privés. Car, après tout, le carburant manque. Et nous comprenons tous parfaitement l’importance que cela a pour notre économie et peut-être est-ce justement pour cela que les vols ne nous convenaient pas non plus.

Cela fait presque sourire (amèrement) de penser que cette situation quasi surréaliste est due aux combustibles fossiles à partir desquels nous aurions pu diminuer notre dépendance bien avant, comme nous le racontions dans un épisode de cette newsletter, atténuant ainsi l’impact de cette crise. Mais je me suis demandé si la même équation pouvait s’appliquer au transport aérien: abandon du pétrole, indépendance énergétique et aucune (ou presque) conséquence de cette guerre. Voici, dans ce secteur, la question est un peu plus complexe mais il y a aussi un autre raisonnement à mener.

De combien de kérosène parle-t-on ?

Le carburant qui alimente les avions civils s’appelle Jet A-1, et il s’agit d’un mélange à base quasi exclusive de kérosène, lui-même obtenu par distillation du pétrole brut. Plus d’un tiers du kérosène utilisé dans l’Union européenne est importé et, parmi celui-ci, près de la moitié provient du Golfe Persique et est donc bloqué par la fermeture du détroit d’Ormuz. Le reste est acheté à l’Inde et à d’autres pays qui, eux aussi, réduisent leurs ventes, préoccupés par la crise énergétique. Dans un monde interconnecté, un problème n’affecte jamais une seule zone.

Et donc existe-t-il des alternatives au kérosène ?

Oui, elles existent et certaines sont déjà utilisées. Mais peu, en réalité très peu. Et cela pour plusieurs raisons, parmi lesquelles des prix très élevés et des difficultés d’adaptation aux moteurs déjà présents dans les avions et aux systèmes de ravitaillement des aéroports.

Tenez compte que lorsque l’on parle de carburants durables, en alternative au kérosène, il s’agit de diverses mixtures, parmi lesquelles les SAF (Sustainable Aviation Fuel), mais aussi les LCAF (Low Carbon Aviation Fuel, qui sont produits à partir du pétrole), les e-fuels et des technologies comme l’hydrogène et la propulsion électrique. Un grand éventail de possibilités, en apparence.

Les premiers à arriver sur le marché pourraient être les SAF

Les SAF existent en réalité déjà sur le marché. Selon l’OACI, l’Organisation de l’aviation civile internationale, ils sont utilisés sur 200 000 vols dans le monde. Il faut toutefois préciser qu’ils doivent être mélangés au kérosène à une quantité qui ne peut dépasser 50 %, mais que, par exemple, l’Union européenne réduit à un peu moins d’un quart du total pour des raisons de sécurité. En tout cas, ce 24% n’est pas atteint: en 2024, la production de SAF en Europe représentait à peine 0,53% de la consommation mondiale de carburant pour les vols civils. Eh bien.

Et alors, quand arriveront-ils ?

Dans la feuille de route de l’Union européenne, il est fixé un quota minimal d’approvisionnement en carburants durables de 2% en 2025 (nous n’avons pas encore les données, nous ne savons pas si l’objectif a été atteint) et de 6% en 2030. On le retrouve dans le règlement ReFuelEU, entré en vigueur il y a trois ans en octobre, qui lance aussi un défi très ambitieux: atteindre une couverture de 70% d’ici 2050. En somme, dit comme ça, cela ne sonne pas très convaincant. Bien sûr, nous devrons encore nous appuyer sur le kérosène pendant pas mal de temps. Mais il y a des « mais ».

Alors, pourquoi viser justement les SAF ? N’existent-ils pas d’autres alternatives meilleures ?

Pour le moment, non. Et ce n’est pas tant du point de vue de la durabilité, qui est une question épineuse et que nous traiterons plus loin, que sur l’adaptabilité aux avions et aux systèmes de ravitaillement que nous utilisons déjà. Les SAF peuvent être sous forme liquide et « drop-in », c’est-à-dire versés directement dans le réservoir. Et ils peuvent être transportés de la même façon que le kérosène. En Europe centrale, par exemple, ils voyagent via le CEPS, un immense réseau d’approvisionnement en carburant géré par l’OTAN qui rassemble 5 300 kilomètres d’oléoducs et traverse la République tchèque, les Pays‑Bas, la Belgique, le Luxembourg, l’Allemagne et la France.

Mais qu’est-ce exactement que ces SAF ?

Les SAF sont des carburants produits à partir de matières premières renouvelables ou tout du moins durables. Et ils peuvent être de différents types. La plupart des carburants utilisés en Europe en 2024 ont été obtenus à partir d’huile de cuisson recyclée et de graisses animales d’appoint, traités avec la technologie HEFA (esters et acides gras hydrotravaillés), qui est actuellement le procédé de production le plus économique. On peut aussi partir de plantes comme le jatropha curcas, un arbuste qui pousse un peu partout et dont l’huile est déjà utilisée pour la production de biodiesel, et de camélia.

En juillet 2022, un vol de la compagnie suédoise Braathens Regional Airlines est arrivé à destination alimenté uniquement en SAF. L’année suivante, un Boeing 787 de Virgin Atlantic a fait de même mais cette fois-ci en traversant l’Atlantique, de Londres à New York. Un résultat historique que nous avons l’ambition de reproduire. Le mélange utilisé était composé à 88% de HEFA et à 12% de SAK, un kérosène synthétique obtenu à partir de sucres.

Nous pensons aussi à rendre liquide l’énergie électrique

Exactement, en utilisant un procédé appelé Power-to-Liquid (PtL), qui offre l’un des potentiels les plus élevés pour augmenter la capacité de production future. Ce dont, comme nous l’avons vu, on a vraiment besoin. On part de l’eau dont on extrait l’hydrogène via un électrolyseur, un dispositif qui remplit précisément cette fonction; depuis l’air ou des sources industrielles, on capture ensuite le CO2; enfin l’hydrogène et le dioxyde de carbone sont combinés et convertis en carburants liquides qui prennent le nom d’e-fuels. Il s’agit de l’e-kerosene, mais aussi de l’e-diesel et de l’e-méthane. C’est un processus qui demande énormément d’énergie, mais qui pourrait provenir entièrement de sources renouvelables.

À ce jour, aucune installation PtL n’a encore dépassé le stade pilote, mais quarante grands projets européens sont déjà en chantier.

Pourquoi ne pas le faire directement électrique, en fait ?

Pourquoi ne pas faire comme pour les voitures et proposer des modèles d’avions électriques ? Ou à hydrogène ? La réponse est très simple: parce que les avions volent et doivent donc être beaucoup plus puissants pour soulever eux-mêmes les passagers, leurs bagages et le système d’alimentation. La grande limite de l’hydrogène et de l’électrique, au moins pour l’instant, est que, pour un poids équivalent de carburant ou de batteries, ils ne peuvent pas garantir l’autonomie équivalente au kérosène et au SAF. Et ce n’est pas le seul problème.

Par exemple, l’hydrogène liquide doit être stocké dans des réservoirs cryogéniques qui maintiennent une température inférieure à -252°C. Ils sont très coûteux à réaliser et ne pourraient pas être placés dans les ailes comme c’est le cas aujourd’hui, pour des raisons de volume et de sécurité. De plus, il faudrait repenser tout le système de stockage et de ravitaillement au sol.

Pour faire court, à ce jour, il existe déjà des avions alimentés à l’hydrogène ou hybrides, mais avec une capacité qui ne dépasse pas les 10 places. L’Union européenne ainsi que certaines entreprises américaines, comme la NASA, poursuivent la recherche sur ces deux possibilités. Airbus et Boeing, les deux plus grands constructeurs mondiaux d’avions, ont reporté l’objectif de mise sur le marché pour l’électrique et l’hydrogène à une date à définir, mais certainement pas dans les dix prochaines années.

Alors, on revient donc aux SAF, où en sommes-nous ?

Comme je le disais, les ambitions sont grandes mais aujourd’hui nous parlons d’un marché en transition. Si tous les projets d’usines en construction aboutissent, nous pourrions atteindre 3,2 millions de tonnes de SAF d’ici 2030 et atteindre donc le fameux 6%. Au-delà de cette date, les projections deviennent plus complexes. Les SAF devront être en mesure de concurrencer le kérosène sur le plan du prix et avec d’autres secteurs industriels pour l’utilisation des matières premières. Et c’est pourquoi nous avons aussi besoin des e-fuels.

Les SAF coûtent-ils cher ?

Oui. Ceux actuellement sur le marché coûtent en moyenne 2 768 euros la tonne. Pour donner une idée, le pétrole, avant le conflit en cours, coûtait 816 euros la tonne et même après la fermeture d’Ormuz il se situe entre 1 500 et 1 600 euros la tonne. De plus, construire une usine de zéro nécessite environ 1,8 milliard d’euros d’investissement initial.

Ces chiffres freinent l’enthousiasme des compagnies aériennes pour lesquelles le carburant représente en moyenne un tiers des coûts opérationnels. Le paysage est également compliqué par le fait que les fournisseurs restent peu nombreux. Dans la plupart des cas, un seul aéroport n’en a pas plus de trois, ce qui leur permet de fixer les prix sans se préoccuper trop de la concurrence. Bien sûr, l’augmentation de la production et une économie d’échelle favoriseraient aussi la réduction des coûts, mais nécessitent tout de même un investissement initial qui doit provenir de quelque part.

Et ces SAF sont-ils aussi durables qu’on le dit ?

Voilà, parlons-en. Les SAF ont sans doute le mérite de ne pas provenir de combustibles fossiles, qui constituent la principale source de gaz à effet de serre. En même temps, ils présentent l’inconvénient d’être souvent produits à partir de cultures, ce qui ouvre la porte à une utilisation accrue des terres et à la déforestation. L’EASA, l’Agence européenne pour la sécurité aérienne, a été encore plus claire en disant que « cela peut potentiellement annuler tout bénéfice en termes de réduction des gaz à effet de serre liés aux biocarburants ». Il convient de noter que l’Europe a été rigoureuse et a exclu des matières premières toutes celles provenant de cultures destinées à l’alimentation humaine ou animale et des dérivés de palme et de soja.

Sans oublier qu’il n’est pas clair s’il y a vraiment une réduction des émissions pendant le vol. En somme, on pouvait faire mieux, mais on pourrait aussi faire significativement mieux. Et c’est pourquoi, encore une fois, nous avons besoin des e-fuels et de davantage d’installations renouvelables.

Quel était l’autre raisonnement ?

Le secteur des carburants durables existe et est en croissance, mais il doit aussi faire face à des défis complexes qui rallongent les délais.

Les entreprises les plus importantes du secteur ainsi que l’Union européenne investissent dans des projets innovants, mais pour l’instant nous devrons continuer à avancer au kérosène encore un peu.

Cette devrait être une raison de plus pour augmenter l’usage de l’énergie électrique lorsque c’est possible, et diriger le pétrole vers les secteurs qui ne peuvent s’en passer. Un électrique issu de sources renouvelables, bien entendu.

Et dans l’intervalle, devrions-nous aussi évaluer si tous ces vols sont vraiment nécessaires. J’entends par « tous ces vols » ce que signifie : la liaison la plus empruntée en Union européenne est Barcelone-Palma de Majorque : en moyenne 20 vols par jour, sans retour. Environ un vol par heure. Depuis les aéroports de Paris et de Lyon, de nombreux vols directs vers Londres et d’autres destinations européennes partent chaque jour. Plus d’un vol par heure. Je pense que pour personne cela ne serait un problème d’attendre une heure de plus et de réduire le trafic dans les cieux. En réalité, je ne m’en étais jamais vraiment rendu compte jusqu’au jour où j’ai ouvert l’une de ces plateformes qui suit les vols en temps réel et où, sur l’Europe, j’ai vu une couche d’avions si dense qu’on ne voyait même pas les pays en dessous. Voilà, peut-être qu’on pourrait aussi économiser un peu de kérosène comme ça.

Article pensé et écrit par :
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