Par Florian Bernhard, Victor Dimofski, Jean Klugesherz, Timothé Jost & Armand Houillon, étudiants ESTA Belfort, 05/2021
Mots-clés : #aviation #futur #transport #environnement #emission
L’aviation aujourd’hui
À elle seule, le domaine de l’aviation est responsable de 2 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Le secteur de l’aéronautique a pour objectif de réduire d’ici 2050 ses émissions de CO2 de 50% par rapport à leur niveau de 2005.
L’aviation est en tête du classement des modes de transport les plus polluants. Pour calculer son impact climatique, les chercheurs utilisent comme ordre de grandeur les émissions de CO2 par voyageur au kilomètre.
Il est possible d’affirmer qu’un kilomètre en avion est 45 fois plus polluant qu’avec un train à grande vitesse, selon les données de l’Agence de l’Environnement Il faut préciser que la distance moyenne parcourue en avion est de 2 400 kilomètres contre 300 kilomètres pour les autres transports.
Par trajet, l’avion émet en moyenne 125 fois plus de dioxyde de carbone qu’une voiture individuelle, un chiffre qui monte à 1 500 pour les trains. En plus du CO2, l’avion répand également de l’ozone, un gaz à effet de serre, et des cirrus qui ont un effet réchauffant.
Source : https://blogs.alternatives-economiques.fr/gadrey/2018/10/13/pour-sauver-le-climat-faut-il-renoncer-a-l-avion-2-quelles-mesures-de-sobriete
Il est clair que dans le futur, les transports aériens devront subir de nombreux changements pour répondre de la meilleure façon aux changements climatiques. Les émissions des avions actuels sont beaucoup trop élevées, et de plus en plus de monde commence à comprendre réellement l’impact de ce mode de transport.
À quoi ressemblera le futur du transport aérien ?
Que ce soit Boeing ou Airbus, les leaders mondiaux du marché des avions sont déjà lancés dans la course aux avions du futur. Des projets sont en cours et nous savons déjà quelle énergie utiliser : L’hydrogène. Comme exemple, nous allons nous pencher sur le cas d’Airbus, entreprise française donc le siège mondial basé à Blagnac, à côté de Toulouse. Airbus a dévoilé le 21 septembre trois concepts d’appareils n’émettant pas d’émission de CO2 qui pourraient être mis en service en 2035.
Source : https://www.challenges.fr/entreprise/aeronautique/que-valent-les-futurs-avions-a-hydrogene-d-airbus_728207
Dans un modèle à pile à combustible, l’avion dispose de réservoirs d’hydrogène sous pression qui permettent d’alimenter la pile, laquelle produit à son tour de l’électricité par recombinaison du dihydrogène avec l’oxygène ; cette électricité alimente enfin les moteurs électriques de l’avion. Une fois l’hydrogène produit au sol, le seul rejet de cette combustion est de la vapeur d’eau, donc aucun rejet de CO2 ou autre gaz à effet de serre.
Les compagnies aériennes sont déjà intéressées par cette révolution, notamment EasyJet qui souhaite être parmi les premiers à équiper sa flotte d’avion à hydrogène sans émission de CO2.
Tout cela est en phase de projet, les idées ne manquent pas et des découvertes sont faites tous les jours. Une chose est sûre, c’est à Airbus et/ou Boeing de dévoiler les avions du futur d’ici 5 ans pour tenir la Deadline de 2035.
L’avion à hydrogène, c’est un mode de fonctionnement connu et fiable. Cependant, c’est dans son stockage et son transport à bord que résulte la difficulté de l’hydrogène aux jours d’aujourd’hui. « L’hydrogène a le même rendement énergétique que le kérosène pour un tiers du poids mais nécessite un volume quatre fois supérieur », d’autant qu’il doit être liquéfié à -253 degrés.
Alternative à l’hydrogène
Le monde aéronautique doit aussi tenir les engagements pris par l’Union Européenne qui sont de de réduire de 60 % d’ici 2050 leurs émissions de CO2, de 90 % celles d’oxydes d’azote et de 75 % leur pollution sonore. Ces chiffres ne rassurent pas les compagnies aéronautiques, « ces objectifs ne sont pas réalisables avec les technologies actuelles », annonce Airbus.
De nouvelles technologies sont en marche comme par exemple un prototype d’avion à propulsion hybride, mi-électrique, mi-classique développé par Airbus en collaboration avec Siemens depuis 2017. Ce prototype n’étant pas alimenté entièrement en électricité permet cependant de réduire l’utilisation du kérosène de l’appareil considérablement.
Source : https://pbs.twimg.com/media/DPtc5yiWAAAvTpo?format=jpg&name=medium
Pour cela, l’utilisation de carburants non fossiles doit représenter près de la moitié des gains attendus, l’amélioration des moteurs et des avions afin qu’ils consomment moins et d’une meilleure gestion du trafic aérien sont aussi des améliorations à prendre en compte.
Selon l’Association du transport aérien international, les carburants durables peuvent réduire les émissions de CO2 de 80% par rapport au kérosène sur tout leur cycle d’un vol. Les carburants durables proviennent de la biomasse. Ils peuvent être fabriqués à partir d’huiles végétales, de cuisson, de graisses animales, de sucres et d’amidons, de certaines algues ou de lignocellulose provenant de résidus de bois et de certaines plantes non comestibles. Ces biocarburants peuvent actuellement être mélangés à 50% avec le kérosène d’aviation et le secteur de l’aérien compte avoir la capacité de voler avec 100% de carburant durable d’ici 2030.
La principale limite des carburants durables reste toutefois leur coût et leur faible disponibilité. Selon l’Iata, la production actuelle de carburants durable est de 50 millions de litres par an. L’aviation commerciale a consommé 360 milliards de litres de kérosène en 2019.
Les aéroports se mettent aussi au vert
La chaîne d’aviation tout entière pourrait fournir des efforts pour faire de l’aéronautique un secteur plus vert. Les avions sont la principale source de pollution de ce secteur mais les aéroports ont également un rôle majeur dans cette transition écologique. Certains aéroports pensent déjà avoir un meilleur impact pour la planète.
Le nouvel aéroport dans le capital de la chine qui a été inauguré en 2019, à penser à implémenter de la géothermie ainsi que des panneaux photovoltaïques dan celui-ci. Les matériaux choisis sont également des matériaux innovants et verts dans la construction de l’édifice, l’autre touche en faveur de l’écologie de ces aéroports sont le choix des véhicules électriques. Tous ces gestes permettent de réduire significativement l’empreinte carbone de l’aéroport de Pékin.
Le second exemple qui permet d’illustrer cette transition écologique est l’aéroport de Baltra situé aux îles Galapagos, qui est 100% écologique. Il est significativement plus petit que celui de Pékin mais il a la particularité d’avoir été construit avec des matériaux réutilisables, il a aussi été pensé de tel sorte d’avoir de grandes ouvertures qui lui permet de bénéficier d’une aération naturelle. La dernière touche qui permet de faire de lui un aéroport 100% écologique sont ses panneaux solaires qui lui fournissent l’énergie pour ce complexe.
En France également il y a un aéroport qui se transforme pour être plus vert, c’est l’aéroport de Toulouse-Blagnac qui vient d’annoncer la construction d’un site de production et la distribution d’hydrogène. Il sera utilisé notamment pour tous les services de transport de cet aéroport.
Source : https://www.lepoint.fr/monde/pekin-les-secrets-de-construction-du-plus-grand-terminal-aeroportuaire-au-monde-26-09-2019-2337922_24.php
L’engagement du groupe Airbus :
Airbus travaille depuis cinq ou six ans sur les différents types d’appareils du futur à travers le programme Airbus UpNext1 :
- Le taxi autonome avec un décollage vertical, propulsé par des hélices, dont la maquette a été testée 150 heures en vol au-dessus de l’Orégon aux USA.
- Plus proche de l’avion classique : l’E-Fan X. un avion régional à propulsion hybride électrique. Ses derniers vols ont été annulés avec la crise mais les données techniques sont complètes.
- Maveric, présenté en février dernier à Singapour. Un appareil au look de raie manta avec une aile unique, et des moteurs intégrés au fuselage. Pour ce petit dernier, on en est au stade de la maquette, mais il est présenté comme l’appareil qui pourrait remplacer l’A320 Neo.
Le groupe travaille sur ces différentes recherches pour l’évolution du groupe et de l’aviation mais également car dans les 15 ans qui viennent (2035), Airbus doit proposer un modèle d’avion « décarboné », c’est-à-dire produisant zéro émission carbone.
C’est ce que prévoit le plan d’aide à la filière aéronautique présenté 1,5 milliard d’euros mobilisés sur trois ans. Une somme qui sera consacrée à la recherche et au développement et gérée par le (CORAC) le conseil pour la recherche aéronautique et civile.
Airbus n’a pas attendu pour plancher sur un avion toujours plus économe en carburant et émission de gaz à effet de serre. L’A320 Néo ou l’A350 XWB en sont les derniers exemples en date. Leurs fuselages fabriqués avec des matériaux composites plus légers, un design plus aérodynamique, permettent d’abaisser la consommation de carburant de 20% à 25% par rapport aux appareils classiques. Ils étaient devenus grâce à cela un best-seller avant la crise du Covid-19. L’avion vert est une autre étape, bien avancée, si l’on en croit le constructeur européen.
Références
AFP (2021) Les carburants durables, indispensables pour décarboner l’aviation [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from: https://www.linfodurable.fr/environnement/les-carburants-durables-indispensables-pour-decarboner-laviation-24781
Clément Peltier (2020) Transport du futur, Airbus planche sur l’avion à hydrogène [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from: https://www.lechotouristique.com/article/transport-du-futur-airbus-planche-sur-lavion-a-hydrogene
Emilie Torgemen (avec Vincent Vérier) (2020) Pollution : la «honte de prendre l’avion» plane sur le transport aérien [Viewed 08 April 2021]. Available from : https://www.leparisien.fr/societe/pollution-la-honte-de-prendre-l-avion-plane-sur-le-transport-aerien-01-08-2019-8127387.php
Fanny Pégard (2021) Quelle évolution du secteur aérien face aux enjeux environnementaux de demain [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from: https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/ipsa-evolution-secteur-aeronautique-face-enjeux-environnementaux-demain-14158
Gaétan Lebrun (2019) Un trajet en avion est 1500 fois plus polluant qu’un voyage équivalent en tgv [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from: https://www.geo.fr/environnement/un-trajet-en-avion-est-1-500-fois-plus-polluant-quun-voyage-equivalant-en-tgv-195580
Marie Bordet (2019) Pékin, les secrets de construction du plus grand terminal aéroportuaire du monde [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from: https://www.lepoint.fr/monde/pekin-les-secrets-de-construction-du-plus-grand-terminal-aeroportuaire-au-monde-26-09-2019-2337922_24.php
Stéphanie Mora, France Bleu Occitanie, France Bleu (2020) Plan aéronautique : où en est-on de l’avion du futur à Toulouse ? [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from : https://www.francebleu.fr/infos/transports/plan-aeronautique-ou-en-est-de-l-avion-du-futur-a-toulouse-1591794600
Wikipédia (2018) Avion à Hydrogène [online]. [Viewed 08 April 2021]. Available from : https://fr.wikipedia.org/wiki/Avion_à_hydrogène
la conscience des étudiants 
Je pense que la pollution des avions est un « faux débat ». Si on prends en compte les km parcourus par vol et le nombre de passagers, on s’aperçoit que la consommation et la pollution des avions ne sont pas si catastrophique par rapport à des moyens de transport plus commun comme la voiture.
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Intéressantes alternatives ! Pensez-vous que l’aéronautique saura trouver les moyens de prendre ce tournant un peu plus « sain » avec le contexte de crise économique actuel dû à la situation sanitaire ?
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Bonjour,
Dans votre figure 1, vous présentez la pollution des différents moyens de transport avec l’avion en tête de liste. Il aurait été intéressant d’y trouver le transport maritime. Après quelques rechercher sur le sujet j’ai pu voir que le bateau type croisière ou ferries serait un moyen moins polluant de traverser les océans. (Lien 1, Lien 2). Ne faudrait-il pas mieux réfléchir à comment dynamiser le transport maritime, le train et le bus plutôt que de transformer les avions ?
Bonne journée,
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Bonjour,
Dans votre figure 1, vous présentez la pollution des différents moyens de transport avec l’avion en tête de liste. Il aurait été intéressant d’y trouver le transport maritime. Après quelques rechercher sur le sujet j’ai pu voir que le bateau type croisière ou ferries serait un moyen moins polluant de traverser les océans.
– Lien 1 : https://www.usinenouvelle.com/article/le-ferry-pollue-quatre-fois-moins-que-l-avion.N164018
– Lien 2 : http://www.lesempreintesduvoyage.com/2015/01/impact-environnemental-dune-croisiere.html
Ne faudrait-il pas mieux réfléchir à comment dynamiser le transport maritime, le train et le bus plutôt que de transformer les avions ?
Bonne journée,
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Article très intéressant. Connaissez-vous d’autres alternatives autre que l’hydrogène pour l’avion de demain ?
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Sujet très intéressant et très beau clin d’œil à la mobilité hydrogène. Pensez que l’avion du futur mènera à la disparition des avions classique?
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Suite à la lecture de votre article, je souhaiterais avoir des compléments d’informations sur deux points. Premièrement, est ce que le secteur aérien n’a pas intérêt à investir davantage dans la recherche et développement des biocarburants plutôt que dans le kérosène (au moins à court terme) ?
Ma deuxième question porte sur les aéroports. A quelle hauteur les efforts faits par les aéroport pour limiter leur impact sur l’environnement compensent les rejets de dioxyde de carbone et autres gaz à effet de serre ?
Je vous remercie pour vos réponses.
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Bonsoir,
Merci aux auteurs pour cet article très intéressant, qui m’a permis d’en apprendre plus
sur le futur de l’aviation.
J’ai pu constater que la neutralité carbone est un enjeu essentiel de notre plan de
relance nationale. Les différents acteurs du monde du transport font de la neutralité
carbone, l’un des principaux objectifs de leur feuille de route. Suite à cette lecture,
deux questions me viennent :
– Le transport de l’hydrogène en haute altitude peut-il être un frein au développement
de l’avion H2 ?
– Existe-t-il déjà des partenariats, à l’échelle nationale / internationale
entre les grands donneurs d’ordre pour accélérer la recherche sur les avions H2 ?
Au plaisir d’échanger avec vous à ce sujet.
Vincent ROY
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Merci pour votre article, pensez-vous qu’avec les avancés dans la recherche nous pourrons un jour voir un A380 100% électrique qui effectuerait régulièrement et sans problème des vols relâchant zéro-émission de CO2 ?
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Bonjour ! Merci pour cet article !
Pensez-vous que les avions à Hydrogène sont-ils l’avenir? L’économie aérienne peut-il être impacté par ces changements (prix du billet + chère, durée de voyage plus court lié au stockage par exemple…)
Est-il envisageable que dans le futur il y ait des grands trajets avec des avions à énergies « plus propres » ?
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