Dans un vaste container, deux manipulateurs en blouse blanche s’activent dans un écheveau de tuyaux et d’équipements chimiques. L’un d'eux tient dans sa main gantée un flacon qui peu à peu se remplit d’un liquide transparent. « Ça ressemble à de l’eau, mais sentez, cela donnera bien un carburant obtenu de manière synthétique après quelques opérations de raffinage », s’amuse Tim Boeltken, PDG et cofondateur d’Ineratec, en tendant le récipient qui exhale une vague odeur de bougie.
Après plus de 20 ans de recherches, la start-up allemande créée en 2016 compte faire passer son procédé à l’échelle industrielle. La première pierre de son usine basée à Francfort a été posée mercredi 19 avril. L’entrée en service de cette installation, représentant un investissement de plus de 30 millions d’euros, pourrait marquer début 2024 un tournant dans la production jusque-là expérimentale des très prometteurs carburants de synthèse. Ineratec a peut-être entre les mains la future carte maîtresse du transport aérien…
Ineratec Le procédé mis au point par Ineratec tient dans un container. (droits: Ineratec)
Entre les faibles performances des batteries électriques, le manque de ressources côté biomasse et les lourdes contraintes techniques posées par l’hydrogène, les carburants de synthèse – aussi appelés e-kérosène – pourraient jouer les premiers rôles dans la neutralité carbone visée d’ici 2050 par le transport aérien. Ils ont le bon goût de pouvoir être utilisés avec les avions existants. Preuve de cet intérêt, le motoriste Safran et l’énergéticien Engie ont investi début 2022 dans Ineratec, tout comme le japonais Honda début 2023. La start-up, nichée à Karlsruhe au cœur d’un pôle dédié aux énergies et à la chimie, a levé en tout plus de 20 millions d’euros.
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Une start-up qui met à profit 20 ans de recherches
Ineratec met d’ailleurs à profit des travaux entamés dès 2001 au sein de l’université technique Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Dans ces locaux, cette pépite d’une centaine de personnes assure l’assemblage de ses petites unités de production reconstituant les chaînes carbonées similaires à celles présentes dans le carburant traditionnel. Elles sont logées dans de grands containers blancs métalliques type cargo, entre les stocks de pièces sur palettes et les zones de tests. Pas de doute : Ineratec fait partie des initiatives les plus avancées dans ce domaine, parmi la trentaine de projets répertoriés en Europe par l’ONG bruxelloise Transport & Environment.
Le secret de fabrication d’Ineratec ? Pour le découvrir, il faut déambuler dans son hall de production et s’arrêter face à un étrange équipement métallique, de la taille d’une ruche : un réacteur chimique, qui concentre tout le savoir-faire de la start-up. Afin de produire du carburant synthétique, les opérateurs y injectent un gaz associant du dihydrogène (H2) et du monoxyde de carbone (CO), obtenu en amont par une réaction chimique dite du gaz à l'eau inverse faisant intervenir le CO2 et l’hydrogène, les deux matières premières nécessaires à l’opération.
Une montée en puissance industrielle
« A l’intérieur, le gaz va traverser des centaines de plaques microstructurées tapissées de catalyseurs et va se condenser en gouttelettes », détaille Nicolas Jeuland, expert en carburants alternatifs chez Safran. C’est la compacité d’un procédé bien connu, appelé Fischer Tropsch, et le contrôle thermique ultra fin qui font toute la différence. » In fine, le liquide se collecte un peu comme du miel, chargé non pas de cire mais de paraffine qu’il faudra extraire pour obtenir le précieux carburant.
Martin Wagenhan-Ineratec Dans ces réacteurs chimiques, le secret d'Ineratec : un procédé ultra compact et efficace. (droits: Ineratec)
Ineratec porte le « small is beautiful » en étendard : au vu des faibles quantités de carbone et d’hydrogène décarboné disponibles sur le marché, autant opter pour des niveaux de production modestes, que la modularité du procédé va permettre peu à peu d’augmenter. « Nous devons encore améliorer la stabilité des procédés pour que les modules soient en mesure de produire en continu, concède Tim Boeltken. L’autre enjeu, c’est bien sûr de parvenir à changer tous nos équipements d’échelle pour produire plus massivement. » La jeune pousse espère aussi pouvoir améliorer le rendement du procédé, qui s'élève à 55%, via notamment la récupération de chaleur. Pour l’heure, la start-up mène près d’une quinzaine de projets industriels dans le monde, concentrés pour l’essentiel en Allemagne.
Alors que chaque unité de production était jusqu’à présent capable de produire environ 350 tonnes de carburant de synthèse par an, la future usine de Francfort sera en mesure d’en fabriquer plus de 2 500 tonnes chaque année. Une installation d'une capacité de 35 000 tonnes est envisagée vers 2025. Une montée en puissance qui dépendra de la disponibilité en électricité décarbonée, nécessaire pour obtenir de l’hydrogène via l’électrolyse de l’eau. Or la production de carburant de synthèse est très énergivore. Autre condition : avoir accès à des quantités suffisantes de carbone, qui reste une denrée rare. Si Ineratec mise d’abord sur du CO2 émis par certaines usines, son carburant sera d’autant plus durable qu’il valorisera le CO2 issu de la biomasse ou directement de l’atmosphère, qui reste bien plus coûteux à obtenir car moins concentré.
Encore des doutes sur la compétitivité
Quoi qu’il en soit, la demande est promise à s’envoler. Le texte européen – toujours en discussion – qui fixe les mandats d’incorporation de carburants d’aviation durable (CAD) pourrait également exiger un taux de 0,04% de e-kérosène en 2025 puis de 2% en 2030, soit respectivement 20 000 et 1 million de tonnes. En 2050, les carburants de synthèse pourraient représenter près de la moitié des volumes de CAD, selon le Parlement européen. D’autres secteurs sont en outre demandeurs, tels que le maritime et l’automobile. Chez Ineratec, on ne cache d’ailleurs pas l’effet d’aubaine que pourrait constituer l’intérêt de certains constructeurs automobiles allemands de véhicules premium pour ces carburants compatibles avec les moteurs thermiques.
Le procédé employé produit dans des proportions similaires – mais modifiables en fonction des réglages du procédé Fischer-Tropsch – du kérosène, du diesel et de la cire de paraffine (valorisable dans l’industrie chimique). Si des constructeurs de voitures haut de gamme comme Porsche investissent dans ces e-fuels, l’aviation en bénéficiera de facto. Des synergies qui pourraient toutefois virer à terme en conflits d’usages. La compétitivité du carburant de synthèse n’est pas gagnée pour autant, son prix restant pour l'instant quasiment dix fois plus élevé que celui du kérosène, en raison de son manque de maturité industrielle. Sa place à bord du transport aérien n’est donc pas encore garantie.
martin wagenhan-Ineratec Jusqu'à présent, Ineratec a assemblé près d'une quinzaine d'unités de production. (droits: Ineratec)
