La décarbonation de l’aérien est désormais un axe fort pour de nombreux domaines. Comment se mobilise l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera) sur ce sujet?
Environ 40 % des recherches de l’Onera sont dédiées à l’aéronautique civile (à côté du spatial et de la défense). Parmi elles, environ 40 % visent à réduire l’impact environnemental du transport aérien, mobilisant à peu près 300 chercheurs pour un budget supérieur à 35 millions d’euros par an. Et la tendance est à la hausse : la part des recherches dédiée à cette question dépasse déjà 50 % de l’ensemble des activités aéronautiques pour l’année 2021 !
Comment expliquer cette accélération ?
Nous avons pris conscience que les leviers technologiques traditionnellement actionnés pour réduire la consommation de carburant (et donc des émissions de CO2) – diminution de la masse et de la traînée aérodynamique, amélioration de l’efficacité des moteurs… – ne suffisent plus à compenser la croissance du trafic aérien. Or nous ne devons pas seulement stabiliser les émissions, nous devons les réduire fortement ! Seules des ruptures technologiques nous permettront d’atteindre l’objectif formulé par le Groupe d’action du transport aérien (Atag) de réduction de 50 % des émissions de CO2 à l’horizon 2050 par rapport à 2005.
L’idée de l’avion à hydrogène n’est pas nouvelle. Pourquoi a-t-elle été si peu étudiée avant 2021 ?
Si l’on souhaite décarboner l’aviation, outre une utilisation plus poussée des carburants de synthèse durables (biocarburants, électro-carburants), je ne vois que deux solutions : l’avion à hydrogène ou l’avion électrique – sachant qu’il est impossible de concevoir un avion court ou moyen-courrier de type A 320 tout électrique avec les technologies de batteries actuelles. Pourtant, si l’Onera avait proposé un concept d’avion à hydrogène il y a trois-quatre ans, nous aurions été pris de haut ! Selon moi, la différence par rapport à cette époque tient à ce qu’il existe aujourd’hui une impulsion forte aux niveaux national et européen pour déployer une filière de l’hydrogène vert destinée à différents marchés, ce qui représente une opportunité pour l’aviation. L’effort à fournir est colossal, car c’est tout un écosystème à mettre en place.
Quels sont les projets phares en matière de décarbonation à l’Onera ?
Nous avons trois gros projets qui vont démarrer cette année. Le premier, essentiellement financé par la Direction générale de l’aviation civile (DGAC), consiste à adapter nos moyens d’essai pour la combustion. Nous devons être prêts d’ici à cinq ans pour que les industriels puissent orienter leurs choix technologiques de moteurs et de chambres de combustion. Le deuxième projet, assez en amont, porte sur les systèmes d’injection et la thématique des matériaux. Il s’agit notamment d’identifier les matériaux les plus résistants aux températures cryogéniques (- 253°C) et aux fuites d’hydrogène et d’évaluer la durée de vie de ces matériaux lorsqu’ils sont soumis à ces conditions extrêmes. Enfin, nous allons lancer un plan de recherche de cinq ans (la Convention aviation et climat) avec l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL), entièrement financé par la DGAC. Le but est de comprendre les mécanismes de formation des traînées de condensation et de quantifier leur impact radiatif.
Les traînées de condensation, les oxydes d’azote, les aérosols que génère l’aviation perturbent également le forçage radiatif. Or les feuilles de route technologiques se fondent sur des objectifs de réduction de CO2, ce qui n’est peut-être pas suffisant pour limiter le réchauffement à 2°C d’ici à 2100…
En effet, nous ne disposons pas encore d’objectifs chiffrés concernant la réduction des émissions hors CO2 (oxyde d’azote, traînées de condensation). Et pour cause : les estimations sur leur impact radiatif sont encore soumises à des niveaux d’incertitude très importants, contrairement à l’impact du carbone, qui est très bien quantifié. Mais nous progressons. En plus du lancement de la convention sur les traînées de condensation, nous menons des études pour comprendre comment utiliser les biocarburants pour limiter l’impact radiatif de leurs émissions (CO2 et hors CO2) en sortie du moteur (qui diffèrent légèrement de celles du kérosène).
