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Bientôt des biocarburants pour les avions ?

Depuis plusieurs années, constructeurs d'avions et compagnies aériennes étudient la possibilité de produire des carburants à partir de la biomasse. Le tarissement des ressources fossiles et l'augmentation des prix poussent dans cette voie. Mais la compétition avec les cultures vivrières et l'occupation des sols constituent de gros inconvénients. On pense au jatropha, aux microalgues et même à une aquaculture intégrée, comme dans les Émirats Arabes Unis où on veut utiliser la salicorne avec l'aide des crevettes...

Un Boeing 747 de Virgin Atlantic s'envole pour un test de biocarburant. © Boeing Un Boeing 747 de Virgin Atlantic s'envole pour un test de biocarburant. © Boeing

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Selon l’IATA (International Air Transport Association), de 3 à 4 % des carburants fossiles brûlés dans le monde le sont dans les avions, qui sont ainsi responsables de 2 % des rejets de CO2 dans l’atmosphère d'origine humaine. Les estimations du taux de croissance du trafic aérien prévoient 7 % par an sur les vingt années à venir, ce qui conduira, compte tenu des baisses de consommation par passager régulièrement obtenues, à un taux de rejet en CO2 en augmentation de 3 % par an.

Tous les avions de ligne utilisent le kérosène, ou Jet-A1, un carburant semblable au gas-oil utilisé dans les voitures à moteur Diesel, qui présente de nombreux avantages. Son rapport masse-énergie est excellent, son allumage en chambre de combustion est facile et bien maîtrisé et il peut aussi être utilisé pour refroidir divers composants des moteurs. De plus, ses caractéristiques restent constantes entre -30 et +50°C, ces valeurs extrêmes représentant la plage de température au sein de laquelle l’appareil est amené à évoluer.

Des algues feront-elles un jour voler des A380 ? © Airbus
Des algues feront-elles un jour voler des A380 ? © Airbus

Comment remplacer le pétrole ?

Un substitut au kérosène semble difficile à trouver mais il le faudra bien, face à l'élévation du coût et des difficultés grandissantes d'extraction du pétrole prévisibles à l'échelle des prochaines décennies. Parmi les solutions envisagées actuellement, les meilleures s’orientent vers les carburants de synthèse ou la biomasse. L’utilisation d’hydrogène est, quant à elle, plus lointaine. Mais cette vieille idée n'est pas abandonnée. On peut utiliser l'hydrogène de trois manières. Il est possible de l'injecter dans une turbine et de l'enflammer, comme un carburant classique. En 1988, Tupolev a fait voler ainsi un avion expérimental, le Tu-155 (mais les réservoirs d'hydrogène liquide prenaient la place des passagers).

Une autre utilisation possible de l'hydrogène est celui du moteur de fusée où le mélange avec l'oxygène est directement éjecté par la tuyère. La possibilité est sérieusement envisagée à long terme pour des vols stratosphériques à très grande vitesse. On peut citer une troisième voie : celle du moteur électrique entraînant une hélice et alimenté par une pile à combustible, laquelle consomme de l'hydrogène. Mais le procédé, intéressant pour les drones, reste une chimère pour un gros porteur...

Jatropha curcas, dessiné par le botaniste espagnol Francisco Manuel Blanco. Un candidat pour les agrocarburants du futur. © Licence Commons
Jatropha curcas, dessiné par le botaniste espagnol Francisco Manuel Blanco. Un candidat pour les agrocarburants du futur. © Licence Commons

N'oublions pas que ce gaz n’est pas une ressource naturelle mais un simple vecteur d’énergie, au même titre que l'électricité. Or, la production d’hydrogène consomme elle-même énormément d’énergie.

Les carburants de synthèse semblent actuellement une solution envisageable. Une filière possible est celle du gaz naturel, que l'on sait liquéfier grâce à la réaction de Fischer-Tropsch (du nom d'un chimiste allemand), mise au point dans les années 1920. Airbus a fait voler un A380 au gaz naturel et Quatar Airways a fait de même, avec le GTL Jet Fuel mis au point par Shell et qui a été autorisé (en mélange avec du kérosène) en 2009.

En attendant les biocarburants de deuxième génération

La biomasse représente une autre source. Sur le plan du bilan carbone, de plus, la combustion d’un carburant produit à partir de végétaux rejette la même quantité de CO2 que ce que la plante a absorbé durant sa croissance. Le bilan est donc nul en théorie. Mais ces agrocarburants présentent de multiples inconvénients : consommation d'énergie (et rejet de CO2) pour la production, occupation des sols, compétition avec les cultures vivrières. En Allemagne, par exemple, l'idée est plutôt de délaisser les agrocarburants.

Un autre candidat inattendu : la salicorne. Certains l'apprécient sous forme de condiment, s'utilisant comme les cornichons, d'autres veulent faire voler des avions avec. © M. Buschmann CC by-sa
Un autre candidat inattendu : la salicorne. Certains l'apprécient sous forme de condiment, s'utilisant comme les cornichons, d'autres veulent faire voler des avions avec. © M. Buschmann CC by-sa

C'est dans la « deuxième génération de biocarburants » que l'on cherche aujourd'hui la solution. L'idée est d'utiliser une biomasse qui ne génère aucune compétition avec les cultures traditionnelles, n'occupe pas trop de surface et dont la production ne réclame que peu d'énergie. La source idéale n'est pas encore trouvée mais les candidats ne manquent pas. Un champignon figure en bonne place, capable de recycler toutes sortes de matières organiques. On pense aussi au jatropha, une plante immangeable poussant sur des sols arides, aux microalgues (le phytoplancton) ou encore aux débris végétaux, notamment des plantes cultivées.

Aux Émirats arabes unis, l'Institut Masdar pense à l'aquaculture intégrée. Plantée dans le désert, la salicorne, un végétal costaud que l'on trouve dans les salines, pousserait naturellement, grâce à une eau enrichie par les déjections provenant d'un élevage de crevettes ou de poissons, les bactéries du sol se chargeant de transformer cette matière organique en nutriments. Cette aquaculture produit donc à la fois de la nourriture (poissons ou crevettes) et des biocarburants (c'est cela l'intégration).

Aucune de ces filières n'a pour le moment démontré une faisabilité économique et écologique. Il reste encore quelques années aux scientifiques pour trouver une ou plusieurs bonnes solutions...


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