De la friteuse au tarmac, on a remonté la piste des SAF, les nouveaux carburants aériens

Les carburants d’aviation durables constituent la pierre angulaire de la transition énergétique du secteur. Incursion dans les différentes phases de la filière française, prometteuse mais embryonnaire.

La rédaction de L'Usine Nouvelle

Publié le 15 juin 2023 à 05h00

Réservé aux abonnés

Image d'illustration de l'article — Airbus enchaîne les campagnes de tests dans les environs de Toulouse depuis plus de trois ans.

A l'origine : une précieuse matière première

Pas très glamour. Mais c’est bien dans les poubelles de la restauration rapide et des abattoirs que naissent aujourd’hui les carburants d’aviation durables (les CAD, ou SAF en anglais) européens. On y trouve les huiles végétales et usagées, mais aussi les graisses animales nécessaires à la filière dite Hefa (Hydroprocessed esters and fatty acids). Derrière cet acronyme, on trouve un procédé qui produit du carburant via un traitement à l’hydrogène, sans concurrencer l’alimentation. «C’est aujourd’hui le seul procédé disponible à l’échelle industrielle et à un coût accessible», résume Valérie Goff, la directrice business unit biocarburants et carburants de synthèse de TotalEnergies.

Mais ces déchets constituent une ressource rare et difficile à collecter, avec des volumes disponibles de l’ordre de 10000 à 15000 tonnes par an en France. Les pétroliers se les arrachent et font appel à des acteurs spécialisés pour mettre la main dessus. TotalEnergies, premier fournisseur de SAF en France, s’est notamment associé à Saria, une filiale du groupe allemand Rethmann spécialisée dans la valorisation des coproduits alimentaires. C’est dans de gros bidons en plastique bleu que débute vraiment cette odyssée du SAF...

Trois sources d’approvisionnement

Via son entité Redfood, Saria collecte les huiles de cuisson des restaurants et les achemine par camions vers deux unités en France, l’une à côté de Toulouse (Haute-Garonne) et l’autre près d’Étampes (Essonne), pour être filtrées et nettoyées. «Le site d’Étampes est unique en France car on y trouve en même temps le traitement des huiles usagées, ainsi que de la méthanisation et de la cogénération, fournissant la chaleur nécessaire aux process», détaille Serge Verdier, chargé de la stratégie de l’innovation et de la durabilité pour la division Organic to power de Saria.

Ce groupe va aussi chercher les graisses animales dans les abattoirs (10% des résidus d’abattage) et dans les poubelles des boucheries de la grande distribution. Toujours en camion, elles partent direction l’usine Estener du Havre (Seine-Maritime), dans laquelle a également investi le groupe Intermarché. Le site produit 75 000 tonnes de biodiesel par an et fournit depuis peu la filière SAF.

Tous les indices

Avec ces deux sources d’approvisionnement, Saria s'avère un fournisseur clé pour TotalEnergies qui se doit depuis 2022 de respecter les mandats d’incorporation entre SAF et kérosène imposés dans le transport aérien. Des taux fixés pour le moment par la France avant que ceux définis par l’Europe ne prennent le dessus dès 2025. Sinon ? L’énergéticien doit payer la taxe incitative à l’utilisation de l’énergie renouvelable dans les transports.

L’incroyable périple des fluides

Pour parer au plus pressé, TotalEnergies a décidé d’utiliser sa nouvelle bioraffinerie de La Mède (Bouches-du-Rhône), dédiée au biodiesel (500 000 tonnes par an), pour démarrer sa production de SAF. L’implantation est alimentée en huiles usagées et graisses animales de Saria par pipelines depuis le port de Lavéra, situé à 6 kilomètres, lui-même fourni en matières premières par bateaux provenant également de l'étranger.

Si l’huile de palme a été bannie, la bioraffinerie est encore alimentée à 40% par de l’huile végétale de colza et de tournesol en provenance de Saipol, une filiale du groupe Avril. Une part qu'elle veut faire chuter à 25% d’ici à 2024.

À La Mède, les huiles entrent par une nouvelle unité de prétraitement d’une capacité de 140 000 tonnes par an. Elles sont ensuite envoyées dans l’unité de production de HVO (Hydrotreated vegetable oil), base du biodiesel, où elles subissent des procédés de catalyse classiques du raffinage, dans des équipements adaptés aux caractéristiques chimiques des huiles. Problème : la colonne de distillation du site ne dispose que de trois étages pour extraire les biogaz, les naphtas et le HVO. Or il en faudrait une quatrième pour extraire du HVO de qualité SAF. Entre 5 000 et 10 000 tonnes de HVO diesel repartent donc en camion de La Mède vers un autre site de TotalEnergies, celui d’Oudalle (Seine-Maritime) dédié aux fluides spéciaux, mais aux capacités limitées. De là, ils repartent vers Bordeaux (Gironde) où, le temps de mieux s’organiser, le pétrolier français a centralisé le stockage de ses SAF et sont dispatchés dans des camions-citernes qui alimenteront certains aéroports. Pour augmenter les volumes de sa plateforme de Normandie reliée par pipelines aux aéroports franciliens, TotalEnergies explore une autre voie : celle du coprocessing, consistant à mélanger directement les huiles collectées au pétrole avant distillation. Dès 2025, l’énergéticien prévoit de simplifier toute sa logistique via sa bioraffinerie de Grandpuits, avec une capacité de production de 210 000 tonnes.

Vers davantage d’incorporations

La salle de contrôle s’emplit d’un grondement sourd. Pas de quoi perturber l’équipe chargée des essais moteurs chez Safran, les yeux rivés sur leurs écrans. À Villaroche (Seine-et-Marne), le groupe ne fait pas qu’assembler ses moteurs, il les teste aussi via dix bancs d’essai hébergés dans d’imposants bâtiments. Et depuis 2021, le SAF fourni par TotalEnergies – via son site de Bordeaux – est entré dans la danse. «Nos essais visent à s’assurer qu’ils conservent les spécificités du kérosène et qu’ils sont bien compatibles avec les moteurs», détaille Jean-François Locufier, le directeur des essais au sol et en vol à la direction technique.

Le taux d’incorporation (le mix entre SAF et kérosène) au niveau de la station de distribution de carburant du site va passer de 20 % cette année à 35 % en 2025. « De 2022 à 2023, cela se traduira par une augmentation de 800 à 2 400 tonnes de SAF », chiffre Christophe Baudoin, le responsable des carburants alternatifs à la direction technique. Objectif visé : dépasser le seuil maximal d’incorporation de SAF de 50 % dans les avions, fixé par l’ASTM [ndlr, l'autorité de certification]. Constructeurs et motoristes ont l’ambition d’atteindre les 100 % dès 2024. Pas si simple alors qu’un SAF pur de type Hefa n’est pas utilisable tel quel : il lui manque les cycles aromatiques – des molécules de structure cyclique – indispensables à la lubrification et à la bonne tenue des joints. D’où la nécessité d’ajouter des aromatiques de synthèse biosourcés, mis au point par les pétroliers.

Des essais en vols scrutés

La mise à l’épreuve des SAF a depuis peu pris de la hauteur. Ces trois dernières années, Airbus a mené trois campagnes d’essais en vol avec chaque fois 100 % de SAF pour les évaluer. Des tests menés depuis le site toulousain du groupe – alimenté par TotalEnergies – visant à analyser la compatibilité des SAF avec les équipements des avions, mais aussi la nature des émissions générées lors de leur combustion. Au beau milieu de la cabine de ses appareils sans sièges passagers trône une station d’essai : les ingénieurs font face à des écrans, scrutés lors des vols. «Nous avons déjà constaté que, pour la même quantité de carburant à bord, le SAF est plus efficace que le kérosène en termes de performances moteur», s’enthousiasme Emiliano Requena Esteban, ingénieur navigant d’essai Airbus, le responsable des essais en vol SAF.

Et l’expert de préciser : il est encore trop tôt pour dire si un usage à 100% de SAF nécessitera ou non des modifications techniques au niveau du moteur et du système de distribution de carburant ou s’il suffira d'ajouter des aromatiques. Des vols avec un mix SAF et aromatiques ont été effectués. Mais dans quelle mesure les émissions de ces molécules ajoutées détériorent l’empreinte carbone des SAF ? Les données issues des différentes campagnes d’essais devraient fournir des premiers éléments de réponse.

Le terminus de l’odyssée

C’est la dernière étape de cette odyssée du SAF : sa distribution sur les tarmacs. TotalEnergies alimente les aéroports du groupe ADP de Paris-Charles de Gaulle et d’Orly. Mais, sur le point d’assister enfin à son utilisation, sa trace se perd. «Nous alimentons ces deux aéroports à partir des pipelines existants en provenance de notre raffinerie de Normandie, près du Havre», détaille Joël Navaron, le président de TotalEnergies Aviation. Le SAF est donc injecté non pas dans une cuve dédiée au niveau des aéroports – ce qui est fait par le groupe au stade de l’aéroport du Bourget – mais dans toute leur infrastructure. Autrement dit, impossible de savoir si Air France-KLM, l’un des principaux clients de l’énergéticien, consomme bel et bien son SAF acheté à prix d’or ou si un concurrent voisin n’en fait pas réellement usage...

Pas de quoi effaroucher la compagnie aérienne franco-néerlandaise, qui se voit remettre comme ses consœurs un certificat détaillant la quantité achetée de la part de chaque fournisseur. «Air France-KLM vise au moins 10 % de SAF sur tous ces vols en 2030, ce qui représentera environ 1 million de tonnes de SAF», souligne Antoine Laborde, le directeur des achats carburant et SAF chez Air France. La compagnie aérienne a signé plusieurs contrats de fourniture à long terme, notamment avec TotalEnergies pour 800 000 tonnes de SAF de 2023 à 2033. En France, il faut respecter un taux d’incorporation de 1% de SAF depuis 2022. En réalité le chiffre s’élève à 0,5%, les régulateurs ayant défini des ressources comptant double pour favoriser leur utilisation, telles que les huiles de cuisson usagées. Un coup de pouce pour une filière qui doit encore gagner en poids et en maturité.