La feuille de route à 10 milliards d'euros du Corac pour décarboner l'aviation

Hydrogène, carburants de synthèse, électrification… La décarbonation du transport aérien va nécessiter un niveau d’investissement inédit en recherches et technologies. La feuille de route établie par le Conseil pour la recherche aéronautique civile (Corac) en détaille l’étendue.

Olivier James

Publié le 28 février 2022 à 09h00

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Concepts d'avions du futur Airbus — Pour décarboner le transport aérien, les industriels vont devoir innover tous azimuts.

La décarbonation du transport aérien va propulser la recherche et l’innovation vers de nouveaux sommets. Alors qu’Airbus a dévoilé mardi 22 février le lancement avec Safran et General Electric d’un démonstrateur de système de propulsion à hydrogène, basé sur un A380 modifié, la nécessité d’investir massivement pour mettre au point les technologies ad hoc se concrétise. «Au niveau français, la feuille de route que le Corac vient de définir prévoit un investissement total de 10 milliards d‘euros sur la décennie», annonce Bruno Even, président du Conseil pour la recherche aéronautique civile (Corac) et PDG d’Airbus Helicopters.

Encore sonnée par la crise provoquée par la pandémie mondiale, la filière aéronautique va donc devoir assurer un effort financier sans précédent. Avec cette feuille de route, le message envoyé est clair : il faut maintenir les aides publiques dédiées à la R&D du secteur, capables d’assurer un effet levier sur l’investissement privé. L’enveloppe de 1,5 milliard d’euros sur trois ans allouée au Corac en 2020 dans le cadre du plan de relance, dédiée à l’avion vert, a été la bienvenue mais ne suffira pas. Les acteurs du secteur attendent dorénavant beaucoup du plan d’investissement « France 2030 ». Si l’évaluation du Corac prend en compte les besoins en R&T pour valider et maturer l’ensemble des briques technologiques, elle ne comprend pas tous les investissements annexes, au niveau notamment de la production et de la distribution d’énergie.

Une palette de solutions technologiques

L’orientation des travaux de recherche opérée par le Corac vise un but précis : contribuer à atteindre l’objectif de la neutralité carbone du transport aérien d’ici à 2050, ce qui revient à éviter l’émission de plus de 2 milliards de tonnes de CO2 en 2050, à raison d’une croissance du trafic aérien de 3,5% par an à partir de 2024. Une ambition affichée en octobre 2021 par l'association du transport aérien international (IATA) et réaffirmée en février 2022 par la « déclaration de Toulouse ». C’est toute une palette de solutions que les industriels vont devoir explorer, avec pour chacune des verrous technologiques à faire sauter et des contraintes économiques fortes.

Tous les indices

Le scénario privilégié par le Corac est celui, optimiste et ambitieux, de la mise en service d’un court moyen-courrier à hydrogène en 2035, comme s’y est engagé Airbus, et de sa diffusion progressive sur l’ensemble du segment. Quels seront le poids des leviers technologiques à actionner d’ici 2050 d’après cette hypothèse ? L’optimisation du trafic aérien et des trajectoires des avions (10%), les technologies de sobriété (20%), l’hydrogène (29%) et les carburants aériens durables (35%), ces derniers comprenant les carburants issus de la biomasse et les carburants synthétiques. Pour le reste (8%), il faudra activer des mécanismes de compensation, tels que le système Corsia et celui de quotas d’émissions.

Les carburants alternatifs en première ligne

Derrière chacun de ces leviers, ce sont des d’importants travaux de recherche qu’il va falloir mener. La frugalité énergétique ? Elle requiert par exemple de nouvelles motorisations (moteur à très grand taux de dilution notamment) et des innovations en matière d’architecture de la voilure. Pour ce qui est de l’amélioration des opérations, cela nécessite de déployer des solutions de roulage électrique performantes ou bien encore d’optimiser le couple vitesse/altitude et de parvenir à assurer des vols en formation.

Mais sans surprise, c’est bien l’usage de nouveaux carburants qui va représenter l’essentiel de la solution, et donc des efforts de recherche. Pour les carburants produits à partir de la biomasse, les travaux de R&T doivent être menés pour parvenir à certifier des taux d’incorporation de 50% aujourd’hui et de 100% demain, à l’image de ce qu’Airbus effectue avec Safran et Rolls-Royce sur le sujet. Tout l’enjeu est de parvenir à un compromis optimal entre les modifications au niveau du moteur et la composition des carburants. D’autant que leur prix reste trois à quatre fois plus élevé que celui du kérosène.

L'hydrogène, la solution la plus en rupture

Du côté des carburants synthétiques, produits à partir d’hydrogène et de CO2, le défi se situe au niveau même de leur production. Principal verrou pour ces e-fuels ? La captation du CO2, depuis l’atmosphère ou les procédés industriels, puis sa réduction. Les travaux de R&T vont devoir pousser la maturité industrielle de ces électrocarburants. C’est ce qui a récemment incité Safran et Engie à se rapprocher de la start-up allemande Ineratec, qui a mis au point des modules de production. «On devrait voir se multiplier les partenariats de ce type entre les grands groupes et de plus petits acteurs, comme les start-up, dans les prochaines années», glisse Bruno Even.

Quant à l’hydrogène, il représente sans aucun doute la plus grande rupture parmi les différentes solutions technologiques disponibles. Et promet de tirer vers le haut les budgets de recherche : alors que sa densité d’énergie par unité de volume est quatre fois moins élevée que le kérosène, il doit être stocké sous forme liquide à -253 °C... Développement des solutions de stockage et de distribution adaptées aux températures cryogéniques, systèmes propulsifs dédiés devant assurer des conversions entre l’état liquide et gazeux, problématiques de sécurité… Dans le cas de figure d’une moindre pénétration de l’avion à hydrogène, qui ne représenterait alors que 14% des baisses d’émissions, les carburants issus de la biomasse et les carburants synthétiques devraient alors assurer à eux seuls 49% des réductions d’émissions du transport aérien…

Des enjeux de souveraineté

Mais les efforts de recherche ne suffiront pas à eux seuls à engager le transport aérien vers la voie de la décarbonation. « Les industriels possèdent une partie de la réponse, via l’innovation et les améliorations techniques, mais cela ne suffira pas, souligne Bruno Even. Il faut désormais créer les conditions permettant d’atteindre cet objectif, ajoute-t-il, appelant à l’instauration de mécanismes d’incitation. Des engagements clairs doivent aussi être pris au niveau de l’Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) pour que le volontarisme européen soit suivi au niveau international. » L’assemblée de l’OACI prévue en septembre prochain marquera-t-elle un tournant ?

Cette course à l’innovation et la nécessité d’investir dans la recherche sont d’autant plus importantes qu’elles dépassent l’objectif de la décarbonation. « Cette transition de la filière aéronautique revêt également des enjeux de souveraineté et de compétitivité, confie Bruno Even. L’Europe peut être leader de cette transformation et créer un effet d'entraînement à l'échelle mondiale sur les grandes options technologiques et énergétiques du secteur. Elle est en mesure d’établir les nouveaux standards de l’aviation. » Un argument supplémentaire pour en appeler au soutien public...