Contrairement à l’élection du pape, ici, l’absence de fumée au sortir de la cheminée constitue une très bonne nouvelle. C’est l’un des résultats les plus probants dévoilés mercredi 8 septembre par Safran Helicopter Engines sur son site de Bordes (Pyrénées-Atlantiques). Le groupe a achevé, ce jour-là, la première campagne de tests au sol d’un moteur d’hélicoptère fonctionnant à 100% à partir de carburant d’aviation durable (SAF). Une étape décisive qui s’inscrit dans une feuille de route visant à réduire l’impact environnemental de ses moteurs d’avions et d’hélicoptères.
«Notre objectif est de rendre tous nos moteurs d’avions et d’hélicoptères compatibles avec les SAF en 2025 d’un point de vue technologique, précise Nicolas Jeuland, responsable projet Innovation chez Safran et expert carburant du futur. Ils devront ensuite pouvoir être certifiés pour une mise sur le marché à l’horizon 2030 ».
Le motoriste, comme les autres acteurs du secteur, en est convaincu. Face aux limites de l’électrique en matière de performance, et de l’hydrogène, inenvisageable pour les avions existants, les SAF constituent le plus sûr et efficace moyen de réduire l’empreinte carbone du transport aérien. Raison pour laquelle des acteurs comme Airbus, mais aussi Boeing et Rolls-Royce visent une utilisation massive de ces carburants alternatifs d’ici la fin de la décennie.
Pas de fumée sans feu? Cette fois, si...
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Or, pour la grosse poignée de filières certifiées aujourd’hui, le taux d’incorporation maximal ne dépasse pas 50%. D’où la nécessité pour Safran de mener des travaux de recherche pour s’assurer de la compatibilité entre les moteurs et les SAF pour des taux supérieurs.
Et l’heure n’est plus aux essais en laboratoire, trop peu représentatifs. Le groupe a mis à contribution un vrai moteur: un Makila 2, qui équipe les Super Puma et autres Caracal. Ce banc d’essai, dénommé Bearcat, représentant un investissement de 10 millions d’euros, est opérationnel depuis fin 2020. Il est destiné à concentrer des travaux de recherches tous azimuts.
Ce sont les équipes de Safran Tech, tête chercheuse du groupe en matière de technologies de rupture, qui ont alimenté cet été ce moteur en carburant issu de la filière dite HEFA (hydrotraitement des huiles usagées), fournit par TotalEnergies. Verdict des quelque 300 voies de mesure qui, sur un total de 20 heures, ont scruté le comportement de ce carburant dans le moteur formant un impressionnant entrelacs de fils électriques?
Par rapport à la combustion du kérosène, celle du SAF présente une diminution de 60% des fumées, une quasi-disparition des particules imbrûlées ainsi qu’une baisse notable des NOx. Si en sortie de moteur, la diminution des émissions de CO2 est faible, le bilan carbone sur l’ensemble du cycle du carburant fait état d’une réduction de 80%.
Une tendance de fond
«Cet outil nous permet pour la première fois d’avoir une compréhension complète de tous les phénomènes en jeu, résume Jean-Baptiste Jarin, chef de programme recherche et technologies adjoint. On a pu observer des différences de comportement entre le kérosène et le SAF dans les différentes parties du moteur ».
Température, pression, vitesse d’écoulement… Une auscultation ultra précise qui doit permettre au groupe de trouver in fine un optimum, entre d’éventuelles modifications à effectuer sur les moteurs et de possibles additifs à incorporer dans les SAF. Car, entre une moins bonne tenue des joints – en raison de l’absence de cycles aromatiques – et des questions autour de la lubrification et des températures de combustion, le passage au 100% SAF ne va pas de soi.
Ces premiers résultats constituent une bonne nouvelle pour la branche hélicoptère de Safran. Les SAF pourraient réduire l’impact environnemental de ces appareils en zone urbaine, constituant un véritable atout commercial dans un marché atone. «On constate une vraie évolution des mentalités en la matière, assure Franck Saudo, président de Safran Helicopter Engines. De plus en plus d’opérateurs nous posent des questions sur l’utilisation des carburants d’aviation durable. Cette tendance a émergé il y a environ deux ans et a été accélérée par la pandémie mondiale ».
Les SAF, un sujet brûlant
Entre les SAF et l’hybridation électrique, Safran Helicopter Engines s’est fixé pour objectif de réduire de 50% les émissions de CO2 des appareils de nouvelles générations à l’horizon 2030. En parallèle des essais menés au sol, le groupe s’efforce aussi de démocratiser l’usage de ces carburants. Un hélicoptère de secours opéré par ADAC Luftrettung a effectué en juin dernier en Allemagne le premier vol opérationnel avec du SAF. Une poignée d'initiatives du même genre devrait être menée d’ici la fin de l’année avec différents opérateurs.
Les travaux dévoilés vont également nourrir les ambitions de Safran côté aviation commerciale. Le segment des hélicoptères ne représente d’ailleurs qu’environ 1% des émissions de CO2 du transport aérien, lequel émet 3% des émissions mondiales. En juin dernier, le motoriste a annoncé le lancement du projet Volcan, pour VOL avec Carburants Alternatifs Nouveaux, visant la certification d’un avion utilisant 100% de SAF d’ici 2030. Il regroupe Airbus, Dassault Aviation, le ministère des Transports et le centre français de recherche aérospatiale (ONERA). Le projet prévoit le vol réel d’un A320neo à Toulouse.
Moteurs passe-partout
Les données de Bearcat vont aussi servir à Rise, un moteur non caréné présenté en juin dernier et développé avec General Electric. Mis en service vers 2035, il devra être agnostique en matière de carburants. Autrement dit, le motoriste ne ferme aucune porte pour l’avenir. Il vise la mise au point de moteurs passe-partout, envisageant tout aussi bien l’utilisation de kérosène, de carburants durables (issus de la biomasse ou de la combinaison entre de l’hydrogène et du CO2) et de l’hydrogène, comme Airbus l’a mis en avant.
Safran fait feu de tout bois, mais l’industriel sait qu’il risque de se heurter à des obstacles qui dépassent ses compétences. La rareté des matières premières et leur hétérogénéité tirent aujourd’hui les prix vers le haut et rendent difficile une utilisation massive. Alors que les SAF représentent environ 0,01% de la consommation totale de carburant dans l’aérien, le prix des carburants issus de la filière HEFA – pourtant la plus mature – reste entre 3 et 5 fois plus élevé que celui du carburant conventionnel.
Feuille de route française
L'action des pouvoirs publics pourrait à terme favoriser leur déploiement. C'est en tout cas ce qu'espèrent les parties prenantes. La France a fixé une feuille de route prévoyant que les SAF devront représenter 2% de la consommation du secteur en 2025, et 5% en 2030. Un calendrier en phase avec celui de l'Europe, qui prévoit même un niveau de 63% en 2050.
D’où, en France, l’appel à manifestation d’intérêt (AMI) lancé début 2020, qui devrait à moyen terme aboutir à des unités de production. Si les SAF ne font pas de fumée, ils pourraient bientôt faire des étincelles.
