Entre l’accélération technologique et l’urgence climatique, le secteur aéronautique se trouve confronté à des mutations inédites. Comment qualifieriez-vous la période actuelle?
Éric Dalbiès : L’aéronautique, et en particulier l’aviation commerciale, vit une période assez unique. L’objectif d’une aviation neutre en carbone en 2050 a été entériné l’automne dernier par l’Organisation de l’aviation civile internationale, après l’avoir été en 2021 par l’Association du transport aérien international, qui regroupe les compagnies aériennes.
C’est assez extraordinaire que l’on ait réussi en quelques années à aligner l’ensemble des acteurs mondiaux du secteur sur cet objectif. L’aviation compte pour 2,5 à 3 % des émissions mondiales de CO2. C’est à la fois peu et beaucoup, mais le climat et la planète sont la propriété de tout le monde et chacun a l’ardente obligation de contribuer à la neutralité carbone.
La neutralité carbone représente une bascule radicale pour l’aéro…
La recherche de l’efficacité énergétique – réduire la consommation de carburant des avions – existe depuis que l’aviation commerciale existe, c’est-à-dire les années 1950 et le Boeing 707. L’objectif était de baisser le prix du billet pour démocratiser le transport aérien. Le secteur a fait cela pendant soixante-dix ans, selon un mode d’amélioration plutôt régulier, incrémental, ce qui a permis de diviser par cinq la consommation par passager et par kilomètre parcouru, et donc d’autant les émissions de CO2, même si ce n’était pas le but.
Aujourd’hui, il ne s’agit plus d’avancer autant que possible, mais de suivre un tempo imposé. Avec les modèles climatiques, l’objectif de limiter le réchauffement du climat se traduit à rebours par une vitesse de décarbonation à respecter.
Il s’agit donc plutôt d’une accélération…
Atteindre la neutralité carbone en 2050 demande en effet d’accélérer le rythme des progrès technologiques. Nous devons innover plus vite et plus fort. Deux fois plus vite ! Entre deux générations d’avions – une période de quinze ans –, il ne faut plus gagner 10 % de consommation du moteur comme avant, mais 20 %. Et, de la même manière, augmenter l’efficacité énergétique globale de l’avion de 30 % et non plus de 15 %.
Comment le secteur aborde-t-il cette nouvelle donne?
Ce besoin d’accélérer intervient alors qu’il n’y a pas de grands programmes de développement en cours dans l’aviation mondiale. Entre 2000 et 2015 environ, l’ensemble des grands avionneurs ont renouvelé toutes leurs gammes. L’heure est donc depuis à la production de ces nouveaux modèles plutôt qu’au lancement de futures générations.
C’est une chance, car cela signifie que les équipes de R & D peuvent se concentrer sur la recherche. Les fournisseurs des avionneurs ont ainsi une fenêtre de tir de trois à quatre ans pour accélérer la maturation des briques technologiques qui vont permettre la rupture nécessaire en termes de consommation et les mettre à disposition des avionneurs en 2026-2027, quand ceux-ci devront lancer leurs futurs modèles.
L’effort de recherche sur les technologies de rupture est-il à la hauteur des enjeux?
Nous avons une fenêtre de tir de 3 à 4 ans pour accélérer la maturation des briques technologiques qui vont permettre la rupture en termes de consommation.
Le secteur n’a jamais consacré autant d’argent à la R & T qu’aujourd’hui. Nous avons tous compris que notre avenir passait par cette fenêtre de trois à quatre ans où il nous faut mettre la priorité absolue sur la recherche. À l’échelle de Safran, quelque 800 millions d’euros par an seront investis dans la R & T pendant cinq ans. C’est un bond d’environ 70 %, alors que nos ventes ont baissé depuis le Covid. Notre investissement en R & T est passé de 2 à 4 % de notre chiffre d’affaires.
Nous avons un large portefeuille de produits et nous voulons agir sur tous les fronts : le moteur, bien sûr, mais aussi tous les équipements que nous embarquons dans les avions (nacelles, trains d’atterrissage, systèmes électriques, sièges, cabines…) qui représentent l’autre moitié de notre activité dans l’aéronautique.
Le premier levier, pour Safran, c’est réduire la consommation du moteur…
C’est notre premier pilier pour attaquer la décarbonation : augmenter l’efficacité propulsive. Cela passe d’abord par des températures plus élevées dans la chambre de combustion, donc par la mise au point de matériaux capables de les supporter. Plus d’efficacité, c’est aussi brasser le plus d’air possible, donc un diamètre de moteur plus grand. Mais le poids de la nacelle devient alors rédhibitoire, d’où la rupture de l’open rotor : nous développons un moteur non caréné de très grand diamètre – 4 mètres au lieu des 2 mètres du moteur Leap ! – qui réduira de plus de 10 % la consommation.
L’autre rupture en matière d’architecture, c’est l’hybridation électrique. Il s’agit d’ajouter un moteur capable d’apporter un surcroît de puissance, notamment au décollage mais aussi en cas d’accélération d’urgence. Cela permet de ne pas trop surdimensionner le moteur thermique par rapport au régime de croisière. Son efficacité est ainsi améliorée et son poids réduit. Pour une turbine à gaz de 10 à 20 MW, il suffit d’un moteur de l’ordre de 500 kW.
En ajoutant cette hybridation à l’open rotor, on arrive à un gain d’efficacité de 20 %. Mais ce n’est pas simple : il nous faut réinventer les technologies de l’électrique pour les conditions de l’aéro. À 800 V dans une atmosphère raréfiée, les arcs électriques représentent un vrai défi. Or les commutateurs sécurisés par rapport à ces phénomènes d’arcage sont bien trop lourds. Il nous faut de nouvelles solutions d’électronique de puissance, par exemple solid-state, à base de semi-conducteurs grand gap comme le nitrure de gallium.
Quels sont vos autres leviers d’action?
Le deuxième grand pilier, c’est l’allègement de l’avion. C’est le travail de l’avionneur mais aussi le nôtre, pour tous les équipements que nous lui fournissons. Gagner de la masse relève des matériaux et des procédés. Nous voulons remplacer le maximum de métal par du composite, notamment à fibres de carbone, y compris dans des pièces de structure. Ces matériaux sont déjà largement utilisés dans le plancher, les ailes…, mais nous voulons aussi en mettre dans des équipements chauds ou très sollicités mécaniquement, comme le train d’atterrissage.
Parallèlement, l’impression 3D, sur laquelle nous travaillons depuis dix ans et que nous utilisons de plus en plus, permet de ne mettre de la masse que là où c’est nécessaire. Autre exemple : augmenter la tension, de 28 et 115 V aujourd’hui à 500, voire 800 V, permet d’éviter que le câblage électrique s’alourdisse avec l’augmentation de la puissance transportée – le câblage d’un A 320 pèse 4 tonnes !
Au total, quel niveau de décarbonation permettent toutes ces technologies?
En combinant efficacité énergétique et allègement, on arrive à une réduction de 35 à 40 % des émissions de CO2.
En combinant efficacité énergétique et allègement, on arrive à une réduction de 35 à 40 % des émissions. La grande majorité des 60 % restants se fera en substituant au kérosène fossile des carburants alternatifs qui n’émettent pas plus de CO2 qu’ils n’en ont capté lors de leur production. Nous y travaillons, mais Safran n’a pas vocation à produire du carburant.
C’est un point clé : une partie importante du succès de notre trajectoire de décarbonation n’est pas entre nos mains. Notre vrai problème, ça sera la disponibilité de ces carburants, nous avons besoin que l’industrie de l’énergie décide de les produire. C’est en bonne partie une question de politique publique, mais nous pouvons créer la demande.
Le recours massif aux carburants alternatifs ne se heurtera-t-il pas à un problème de ressources?
Les carburants alternatifs ne se limitent pas aux biocarburants. Les carburants de synthèse, produits à partir de CO2 extrait de l’environnement et d’hydrogène, sont encore au stade de la R & D mais devraient se développer d’ici à 2050. Dans tous les cas, les besoins restent tout à fait accessibles. Il faut disposer d’environ 400 millions de tonnes de carburants par an, soit 20 exajoules d’énergie. C’est à peu près l’équivalent de 15 % de la production d’électricité mondiale. C’est beaucoup, certes, mais cela correspond aussi à l’augmentation de la production mondiale d’énergie ces treize dernières années.
Dominique Fontenat (© Dominique Fontenat)
Faut-il des ruptures technologiques pour utiliser ces carburants alternatifs?
Tous nos matériels dans l’aéronautique sont compatibles avec un mélange à 50 % des sept biocarburants et carburants de synthèse déjà certifiés. L’enjeu est de passer à 100 % et cela nécessitera plutôt des innovations incrémentales. Nous avons identifié les technologies qui nécessitent d’être revisitées. Il y a bien sûr la combustion, nous faisons déjà des essais à l’Onera et nous saurons nous adapter.
Mais ce n’est pas tout : le carburant joue aussi un rôle de fluide de refroidissement, il faut donc que l’on vérifie les propriétés d’échange thermique et la viscosité. Les joints élastomères gonflent quand ils sont mouillés avec du kérosène mais trois fois moins avec certaines nuances de carburant, ce qui pose des problèmes d’étanchéité… Mais attention : je vous parle là d’hydrocarbures liquides, assez proches du kérosène. Avec l’hydrogène, on entre dans un monde complètement différent en termes de technologie, qu’on connaît bien parce qu’on vient du spatial.
C’est peut-être justement parce que vous connaissez l’hydrogène que vous êtes réputés un peu moins allants sur le sujet pour l’aviation…
Beaucoup de choses se disent sur le sujet, mais la position de Safran a toujours été claire : l’hydrogène est extrêmement intéressant parce qu’il peut renverser la table et nous regardons comment adapter nos moteurs à l’hydrogène. Mais il faut être clair : si nos technologies pour fonctionner à 100 % de biocarburants sont aujourd’hui presque à un TRL 6 [niveau de maturité technologique permettant d’engager un développement de produit, ndlr], elles ne sont qu’à un TRL 2 ou 3 [concepts et premiers travaux sur les composants] pour l’hydrogène.
L’étanchéité ? On n’aura pas droit au plastique, faudra-t-il des joints métalliques à restitution comme dans le spatial ? Les éventuelles fuites devront être collectées et orientées, l’injection et la combustion devront être reprises entièrement, tout comme le pompage. L’hydrogène fragilise les métaux, il faudra changer de matériaux…
Nous savons tout cela, nous avons fait l’inventaire ! Et cela signifie simplement que la décarbonation de l’aviation a besoin très, très vite d’avoir de grandes quantités d’hydrocarbures alternatifs et que nos technologies pourront y être adaptées en trois à quatre ans. Alors que pour l’hydrogène, rien que le développement technologique prendra dix ans. Cela ne nous empêche pas de chercher à progresser dans le domaine. Nous travaillons d’ailleurs avec Airbus sur la démonstration en vol d’un moteur à hydrogène en 2026.
Quelle est la limite en termes de taille et de rayon d’action d’un avion à hydrogène?
C’est le domaine de l’avionneur, pas du motoriste. Mais il y a une limite physique : la densité de l’hydrogène liquide fait qu’il en faut quatre fois plus en volume que du kérosène pour la même énergie. Au-dessus d’une certaine taille d’avion, il faut enlever les passagers si on veut le faire fonctionner à l’hydrogène.
Où se situe ce seuil ? Cela fait débat, mais des avionneurs commencent à dire qu’un court-moyen courrier comme l’A 320 est au-delà et que le maximum sera un jet régional – 100 places, 1 500 milles nautiques de rayon d’action. D’autres estiment même qu’on ne dépassera pas 50 places et 700 nautiques… En tout cas, l’hydrogène est exclu pour les long-courriers, qui représentent à peu près la moitié des émissions de CO2 de l’aviation. La décarbonation du trafic aérien passe durablement par les biocarburants et les carburants de synthèse.
Propos recueillis par Manuel Moragues et Frédéric Monflier
Tombé dans la marmite
Éric Dalbiès n’est pas entré chez Safran « complètement par hasard », pointant « un peu d’atavisme familial » : son père a été embauché à la Société européenne de propulsion – aujourd’hui ArianeGroup – le premier jour du programme Ariane, le 1er janvier 1974. Dans la salle de contrôle, à 12 ans, lors du premier vol d’Ariane 1, le 24 décembre 1979, le fils intègre la même société treize ans plus tard après être passé par Polytechnique et l’Isae-Supaéro. S’ensuivent douze ans dans les moteurs de fusée. Éric Dalbiès a été ingénieur en chef de moteurs équipant Ariane 4 et 5, ainsi que du moteur Vinci qui propulsera Ariane 6.
En 2005, il bifurque vers les moteurs d’hélicoptère avant de prendre en charge les fusions-acquisitions du groupe, puis la direction des auxiliaires de puissance. Le tout sans perdre les étoiles des yeux, puisque cet astronome amateur – « Je fais de l’imagerie stellaire, planétaire et lunaire, et de petites choses marrantes ; j’ai commencé quand j’avais 9 ans » – a présidé le conseil d’administration d’ArianeGroup de 2017 à 2021.
