Contexte

Le transport aérien durable : des vols à faibles émissions de CO₂ ?

duurzaam vliegen
© iStock

Vous savez sans doute déjà que les vols consomment d’énormes quantités de carburant. Pour un vol entre l’aéroport de Bruxelles et Barcelone, qui dure environ deux heures, MyClimate estime les émissions de CO₂ à près de 300 kg par siège. Si vous vous rendez à la très prisée Malaga, il faut ajouter près de 60 kg à ce chiffre, pour un total de 353 kg. Un vol aller-retour représente donc déjà environ 700 kg d’émissions de CO₂. Cela correspond à environ un dixième des émissions annuelles moyennes d’un habitant de la Belgique. Multipliez ce chiffre par le nombre de passagers à bord d’un avion et vous obtenez un résultat assez impressionnant. Il n’est donc pas étonnant que le secteur aérien soit sévèrement critiqué pour son impact sur le climat. À l’échelle mondiale, ce secteur est responsable d’environ 2,5 % des émissions de CO₂. Pour ceux qui pensent que le transport aérien deviendra donc bientôt entièrement durable, mauvaise nouvelle. Des innovations voient certes le jour, mais pour l’instant, le caractère écologique du secteur se retrouve surtout dans le marketing.

Le SAF est bien un produit durable, n’est-ce pas ?

Dans le secteur aérien, on travaille d’ailleurs bel et bien à la mise au point de solutions plus durables. Sur le plan technologique, on s’intéresse par exemple aux carburants synthétiques et autres carburants alternatifs, également appelés « Sustainable Aviation Fuel » (SAF). Certaines compagnies aériennes les utilisent déjà aujourd’hui et n’hésitent pas à le mettre en avant lors de la réservation d’un vol. Ce qui est parfois moins souvent mentionné, c’est que le SAF n’est pour l’instant disponible qu’à une échelle limitée et qu’il est souvent produit à partir de matières premières telles que l’huile de friture usagée. De plus, les avions ne volent pas encore à 100 % au SAF. Le groupe Lufthansa, dont fait partie Brussels Airlines, a par exemple utilisé 20 000 tonnes de SAF en 2024. Cela ne représentait que 0,2 % de la demande totale en carburant du groupe.

À l’échelle mondiale, cette part est tout aussi faible. En 2024, 0,3 % de l’ensemble du carburant aérien disponible était du SAF, soit environ 1 million de tonnes. Et il y a un autre problème : le SAF n’est pas totalement exempt d’émissions. Lors de sa combustion, tout comme le kérosène, il libère du CO₂. L’idée est que le carbone ainsi libéré ait été préalablement capté dans l’atmosphère, par exemple via les matières premières utilisées pour produire ce carburant. De ce fait, l’impact climatique total sur l’ensemble du cycle de vie est inférieur à celui du kérosène fossile. Le SAF constitue donc un pas dans la bonne direction, mais pas la solution miracle dont nous avons besoin.

Les piles sont trop lourdes

Tout comme pour les voitures, on s’intéresse également aux batteries dans le domaine de l’aéronautique pour stocker de l’énergie et alimenter des moteurs électriques. Mais les constructeurs aéronautiques se heurtent à un problème qui touche beaucoup moins les voitures électriques : le poids. L’E-Fan 1.1 d’Airbus a été l’une des premières expériences dans le domaine de l’aviation électrique. En 2015, l’appareil a même effectué un vol entre Lydd, en Angleterre, et la ville côtière française de Calais. Le projet a été abandonné en 2017, à l’instar de nombreuses autres initiatives dans le domaine de l’aviation électrique. La raison en est globalement toujours la même : les batteries sont lourdes et les avions ont besoin d’une puissance énorme pour décoller. Pour les petits avions, comme certains Cessna, le vol entièrement électrique est déjà possible aujourd’hui.

Le passage à un appareil de la taille d’un Boeing 737-800 relève toutefois d’un tout autre ordre de grandeur. Pour fournir suffisamment d’énergie à un tel avion, il faut d’énormes batteries. Celles-ci ajoutent un poids tel que l’avantage disparaît en grande partie. De plus, l’autonomie offerte par la technologie actuelle des batteries est tout simplement trop limitée pour des vols commerciaux sur de longues distances. Si vous souhaitez connaître l’état actuel des choses, vous trouverez sur Wikipédia une liste des avions électriques en cours de développement. Cette liste montre d’emblée à quel point cette technologie est complexe : elle comprend de nombreux projets qui ont entre-temps été annulés ou suspendus. Cela signifie-t-il que l’aviation électrique est définitivement hors de question ? Oui et non.

Ces dernières années, les ingénieurs s’intéressent de plus en plus aux configurations hybrides. Tout comme pour les voitures, il n’est pas nécessaire que tout soit immédiatement entièrement électrique. Une partie de la propulsion peut être électrique, tandis qu’une autre source d’énergie prend en charge le reste. On en trouve un exemple chez Electra, une spin-off du MIT américain. L’entreprise est partie de l’idée d’un avion capable de décoller sur des pistes plus courtes tout en offrant une autonomie et une puissance supérieures à celles d’un appareil entièrement électrique. L’EL2, comme s’appelle le premier appareil d’Electra, est un biplace équipé de moteurs électriques, de batteries et d’un générateur. Ce générateur assure l’alimentation électrique en vol de croisière, tandis que les batteries sont principalement utilisées lors du décollage et de l’atterrissage. Cela présente un avantage majeur. Comme les moteurs électriques n’ont pas à fournir la même puissance de pointe pour le décollage, ils peuvent être conçus de manière plus compacte et plus efficace qu’un moteur d’avion conventionnel, qui doit quant à lui tenir compte de cette exigence.

Electra n’était certainement pas la seule entreprise à expérimenter cette idée. Airbus s’est également penché sur le vol hybride, notamment avec le BAe 146, un avion d’environ 117 places. Le projet, baptisé E-Fan X, a également fait l’objet d’essais en conditions réelles. L’approche était ambitieuse : l’un des quatre moteurs était remplacé par une version électrique. Airbus souhaitait ainsi déterminer si la propulsion électrique pouvait à terme être déployée à plus grande échelle. Le projet n’a toutefois pas duré longtemps. L’E-Fan X a été abandonné pendant la crise du coronavirus. Airbus a déclaré par la suite que le vol hybride ne permettrait de réduire les émissions de CO₂ que de 5 %, ce qui est plutôt décevant. Cela ne signifie toutefois pas que le vol hybride soit définitivement enterré.

Les petits avions comme première étape

Le constructeur suédois Heart Aerospace retient particulièrement l’attention avec son modèle hybride Heart ES-30. Cet appareil devrait pouvoir parcourir environ 200 kilomètres en mode entièrement électrique. En mode hybride, son autonomie pourrait atteindre 800 kilomètres. Cela rend ce concept intéressant pour les vols courts. Un appareil tel que l’ES-30 pourrait, par exemple, remplacer les petits avions qui relient aujourd’hui les villes européennes entre elles. Il existe toutefois une limitation importante : l’ES-30 peut accueillir environ 30 passagers. De plus, pour atteindre l’autonomie annoncée, chaque passager ne pourrait emporter que 25 kilogrammes de bagages au maximum. L’ES-30 ne vole pas encore à l’heure actuelle. L’avion hybride devrait effectuer ses premiers vols d’essai en 2028, sa mise en service étant prévue à partir de 2031. Air Canada a déjà passé commande de 30 appareils, auxquels s’ajoutent des commandes supplémentaires de la part de compagnies telles que United et Mesa. Auparavant, l’entreprise avait déjà développé le X1, qui a servi de base à la conception de l’ES-30. Le X1 a déjà effectué des vols d’essai. Ceux-ci se sont même révélés étonnamment peu coûteux : un vol d’essai de 27 minutes aurait coûté à l’entreprise environ 5 euros en électricité. Pour les courtes distances, le transport aérien électrique et hybride pourrait donc s’avérer intéressant. Mais ceux qui pensent que nous volerons bientôt de Bruxelles à New York en avion électrique seront déçus.

Un rôle à jouer pour l’hydrogène ?

Le principal défi de l’aviation électrique reste le poids. Même avec des batteries à semi-conducteurs, qui pourraient à terme offrir des avantages en termes de densité énergétique et de sécurité incendie, la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir un gros avion en vol reste un défi. À cela s’ajoutent deux autres facteurs : le temps de recharge et les infrastructures. Imaginez que non seulement les voitures électriques, mais aussi des dizaines d’avions dans un aéroport comme Schiphol ou Brussels Airport doivent pouvoir consommer simultanément d’énormes quantités d’électricité. Cela nécessiterait une extension considérable de l’infrastructure énergétique, déjà surchargée. C’est pourquoi l’hydrogène fait l’objet d’une attention particulière pour les appareils de plus grande taille. Au final, on vole également grâce à une forme d’électricité, mais l’hydrogène sert de vecteur énergétique. Pour les voitures et les camions, l’hydrogène a largement été relégué au second plan ces dernières années, car les batteries sont généralement plus efficaces dans ce domaine.

Dans le secteur aérien, la situation est différente. Le poids plus faible de l’hydrogène par unité d’énergie stockée rend ce concept intéressant pour les applications où les batteries deviendraient trop lourdes. Des expériences sont donc menées à grande échelle. EasyJet a par exemple mené à bien, début 2026, un essai avec un moteur d’avion fonctionnant entièrement à l’hydrogène. Un moteur Rolls-Royce Pearl modifié a été poussé à des vitesses de décollage lors de l’essai sans rencontrer de problèmes. Selon EasyJet, ce test démontre que les moteurs d’avion modernes peuvent fonctionner en toute sécurité à l’hydrogène gazeux pendant un cycle de vol complet simulé, comprenant le démarrage, le décollage, le vol en croisière et l’atterrissage.

Cela semble prometteur, mais là encore, il convient d’apporter une réserve importante. En effet, le test a été réalisé avec un moteur que l’on trouve dans le domaine des jets privés. Il ne s’agit donc pas des moteurs plus puissants que l’on trouve, par exemple, sur les avions de la famille des Boeing 737 ou des Airbus A320. Pour qu’il y ait une véritable percée, l’industrie aéronautique elle-même doit également s’impliquer. Airbus a déjà annoncé que son projet ZEROe se concentrait notamment sur la technologie des piles à combustible, qui permet de transformer l’hydrogène en électricité. Les images conceptuelles d’Airbus montrent des avions dont la taille est comparable à celle d’appareils tels que l’A220 et l’A319. De son côté, Boeing étudie quant à lui les possibilités offertes par le carburant durable (SAF) pouvant être produit à partir d’hydrogène.

Cela nous amène directement à un dernier problème : d’où tirons-nous tout cet hydrogène ? Certes, l’hydrogène est présent en quantités énormes sur Terre, mais pas sous une forme que nous puissions utiliser directement comme carburant. Il faut d’abord le produire, ce qui nécessite de l’énergie. La manière dont cette énergie est produite détermine ensuite en grande partie le caractère réellement durable de l’hydrogène. Il existe ainsi de l’hydrogène vert, produit à partir d’électricité issue de sources renouvelables, et de l’hydrogène bleu, pour lequel le gaz naturel sert de matière première et où une grande partie du CO₂ émis est capté. Parallèlement, l’hydrogène offre une perspective intéressante pour l’aviation. Dès que la technologie sera suffisamment développée, un aéroport pourrait en théorie produire une partie de son propre hydrogène à partir d’énergie verte locale. Cela semble prometteur. Mais il y a encore un fossé considérable entre un concept prometteur et un avion transportant des passagers à grande échelle.

  • À lire également : Les batteries à état solide sont-elles l’avenir des voitures électriques ?
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