L'Usine Nouvelle. - La mise au point d’un avion zéro émission en 2035, annoncé par le gouvernement dans son plan de relance du secteur, est-elle réaliste ?
Stéphane Cueille. - Oui, si l’on prend en compte les différentes options couvertes par le plan, dont il faut préciser qu’il ne se réduit pas à la seule utilisation de l’hydrogène, la voie la plus en rupture. D’autres, complémentaires, seront travaillées simultanément et nous choisirons le meilleur scénario vers 2025. Nous avions déjà à l’esprit de développer un avion qui serait en rupture à l’horizon 2035, pour être en mesure de respecter les engagements de la filière en matière d’émissions de CO2. À savoir, une division par deux des émissions en 2050, par rapport à celle de 2008. Le fonds de 1,5 milliard d’euros sur trois ans accordé par l’État au Corac [le Conseil pour la recherche aéronautique civile, ndlr] va nous permettre de maintenir et même d’accélérer nos travaux de recherches sur ce projet d’avion court et moyen-courrier. Et au passage de garder des emplois de hautes compétences.
Quelles sont les voies technologiques envisagées pour y parvenir ?
Sa première caractéristique sera d’être hyper efficace énergétiquement, en réduisant sa consommation de 30 % par rapport à l’Airbus A320 actuel. Un défi alors que la recherche incrémentale nous amènerait à 15 % seulement. Au niveau des moteurs, nous allons viser des architectures innovantes qui tireront parti notamment des acquis de notre démonstrateur d’Open Rotor, c’est-à-dire de moteur sans carénage. Mais il faudra aussi miser sur la substitution du kérosène par de nouveaux carburants.
Quels sont ces nouveaux carburants ?
La voie la plus accessible est l’utilisation de biocarburants. Aujourd’hui, quatre filières sont certifiées, chacune validées pour une utilisation à hauteur de 50 %. On pourrait sans doute aller au-delà, mais pour accéder à un taux de 100 %, qui est notre objectif, cela nécessitera des travaux de recherches sur les matériaux, car l’absence de composés aromatiques dans ces carburants tend à amoindrir la lubrification et à accélérer la détérioration des joints. Ces questions n’ont pas encore été approfondies, les biocarburants ne représentant que 0,1 % de la consommation de carburant dans le transport aérien. Une autre voie pour atteindre zéro émission de CO2 est l’usage de carburants synthétiques, produits à partir d’hydrogène vert, qui ont la même composition que les biocarburants. Pour ces deux types de carburants, l’enjeu reposera sur leur disponibilité en quantité suffisante.
Reste la possibilité d’utiliser de l’hydrogène...
Exactement. On a coutume de penser à la pile à combustible lorsque l’on évoque l’hydrogène, comme dans l’automobile pour alimenter des moteurs électriques. Mais sur un avion commercial, la pile à combustible n’est pas envisageable à cet horizon, car elle ne peut pas fournir les puissances nécessaires sur un avion type A320, qui sont proches de 10 à 20 MW, avec une masse acceptable. Si l’avion zéro émission devait fonctionner avec de l’hydrogène, ce serait toujours avec une turbine à gaz et un moteur qui brûlera de l’hydrogène, au lieu de kérosène. L’intérêt de l’hydrogène est l’absence d’émissions de CO2 en vol. La complexité technique est en revanche beaucoup plus forte sur l’avion.
Pour quelles raisons ?
Le stockage de l’hydrogène nécessite de grands volumes et reste, même avec le recours de la cryogénie à - 253 °C, quatre fois plus volumineux que le kérosène. C’est faisable pour des court et moyen-courrier et le rayon d’action accessible est plus élevé qu’avec l’électrique. Avec l’hydrogène, on pourrait assurer des vols de plusieurs milliers de kilomètres. Mais cela nécessitera un avion plus gros. La complexité provient de l’utilisation de ce système cryogénique qui nécessite d’adapter le moteur, mais aussi l’ensemble du circuit carburant pour la circulation de fluides à des températures différentes. Cela s’apparente à ce qui est mis en œuvre dans le lanceur « Ariane ». Et conduit à d’importants enjeux de démonstration de sécurité, sachant que les risques d’explosion sont plus importants qu’avec le kérosène.
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L’énergie électrique est-elle complètement hors-jeu ?
Il faudrait 180 tonnes de batteries pour assurer un vol Paris-Toulouse avec un moyen-courrier… On imagine davantage l’utilisation de l’énergie électrique comme une assistance pour des avions régionaux hybrides.
Cette enveloppe de 1,5 milliard d’euros peut-elle vraiment accélérer ce projet, alors que le développement d’un avion dépasse les 10 milliards d’euros ?
Ce chiffre s’inscrit dans un plan global de 9 milliards d’euros sur dix ans que les industriels viennent d’établir pour ce projet, comprenant des aides publiques. Cela représente en fait le besoin total de financement de recherches estimé pour développer les briques technologiques de ce futur appareil, dont le démonstrateur est prévu vers 2028. L’annonce de l’aide gouvernementale ne représente que les trois premières années de contractualisation du coup de pouce de l’État, ce qui nous aide beaucoup étant donné que nos capacités d’investissements en R & D sont aujourd’hui très diminuées. Il faudra ensuite investir pour le développement à proprement parler de cet avion.
En quoi vont consister les premiers travaux ?
Nous sommes par exemple en train de lancer une étude avec ArianeGroup et Airbus sur la compréhension de la chaîne d’énergie hydrogène à bord du moteur. Nous en conduisons une autre avec Airbus et l’Onera sur la disponibilité de l’hydrogène vert. On étudie aussi l’effet des moteurs sur les traînées de condensation avec l’usage de tous ces nouveaux carburants, car l’hydrogène va générer beaucoup plus de vapeur d’eau et il faut s’assurer que l’impact n’est pas négatif.
Airbus a aussi des ambitions en matière d’hydrogène. Ce projet peut-il rebattre les cartes en matière de répartition industrielle ?
Il est certain que nous ne serons plus dans le schéma qui prévalait jusque-là, avec des moteurs placés sous la voilure et des interfaces établis entre motoristes et avionneurs. Ce sera particulièrement vrai avec l’option hydrogène, dont la complexité de la mise en œuvre oblige à lier davantage le réservoir, le circuit carburant et le moteur. Quelles que soient les options choisies, nous serons amenés à travailler très étroitement avec Airbus pour réussir à mieux intégrer les moteurs dans le fuselage afin d’améliorer leur efficacité. Ce projet d’avion zéro carbone sera de toute façon muni de moteurs thermiques, et non d’une pile à combustible. Si dans un futur plus lointain, l’électrique et la pile à combustible trouvent une place à bord, alors que le meilleur gagne. Nous avons de belles cartes à jouer dans ces domaines !
