En 2008, un Boeing 747 de la compagnie Virgin Atlantic effectue son premier vol propulsé par un biocarburant constitué d’huile de noix de coco et de babassu mélangés à du kérosène traditionnel. Annoncé comme le nouvel or vert des compagnies aériennes au début des années 2000, le biocarburant se fait timidement une place dans les réservoirs de nos avions.
Le secteur aérien : un gros pollueur ?
Le transport aérien représente 8% de la consommation mondiale de pétrole et émet environ 3% des émissions de CO2 mondiales. Il est loin derrière le transport routier, qui en émet six fois plus.
Mais le trafic par les airs connait une croissance annuelle inébranlable depuis les années 1980, avec un taux compris entre 4 et 5% par an : son impact pourrait ainsi doubler d’ici 2025, en tenant compte également des nuisances qu’il engendre à proximité des aéroports : émissions de NOx, particules de suies, hydrocarbures imbrûlés, bruit… etc.
Ainsi le transport aérien se tourne vers des carburants alternatifs durables dont l’utilisation tarde du fait du faible coût du pétrole et de certains freins technologiques. « Il devient très urgent de développer ces carburants alternatifs, et il n’y a aucune raison d’être satisfait de la situation actuelle », alerte Michel Wachenheim du Conseil International des Associations des Industries Aéronautiques (ICCAIA). L’association du transport aérien international (IATA) a donc fixé des objectifs d’augmentation de l’utilisation de biocarburants à hauteur de 10 % de la consommation totale d’ici 2017, assurant qu’ils pouvaient réduire l’empreinte carbone du secteur jusqu’à 80 %.
Quelles solutions sont envisagées ?
La première méthode utilisée par les avionneurs pour rendre les avions plus verts (et aussi pour réduire les coûts des compagnies) consiste à réduire la consommation globale en carburant. Les avions sont désormais plus légers et aérodynamiques, moins gourmands en kérosène et évitent d’en brûler au sol. Ainsi, la consommation des avions a chuté de 75% depuis les années 50-60 à trois litres pour cent kilomètres par passager. Les plans de vol ont aussi été optimisés.
Le développement des biocarburants est le second pilier. Il s’agit de remplacer une partie du kérosène par des carburants fabriqués à partir de végétaux au bilan environnemental plus avantageux (dit biojet). Leur utilisation réduirait de 50 à 90 % les émissions de gaz à effet de serre par rapport au kérosène actuel. Mais leur utilisation à grande échelle se heurte aux contraintes très spécifiques du transport aérien et au coût du biojet.
A quels critères doivent répondre ces carburants alternatifs ?
Les contraintes étant très fortes dans le domaine aéronautique, les carburants alternatifs doivent être soumis aux mêmes règles que le kérosène, à savoir : pouvoir être utilisé partout dans le monde, résister à des variations extrêmes de températures et de pression, être compatible avec l’ensemble des pièces moteur et des pièces en contact avec le carburant.
A ce jour, les biocarburants utilisés sont des carburants alternatifs dits « drop in » : le biocarburant est mélangé au kérosène traditionnel fossile, en quantité importante (jusqu’à 50%) sans en perturber les propriétés et sans nécessiter de modifier les pièces du moteur de l’avion.
Trois générations de biocarburants
De nombreuses pistes sont à l’étude par les avionneurs.
- Les biocarburants « de première génération » à base d’huiles végétales hydrotraitées
Cela consiste à utiliser des huiles végétales issues de l’agriculture (colza, tournesol, soja, palme, graisses animales…) pour produire des hydrocarbures (HVO ou Hydrogenated vegetable oil).
Un premier carburant constitué de 50 % de HVO et de 50 % de kérosène pétrolier a été certifié par l’ASTM (American society for testing and materials) en 2011. De nombreux vols ont démontré la viabilité de ce carburant.
Ces biocarburants sont déjà produits à échelle industrielle, bien qu’en quantité limitée du fait de leur concurrence avec les cultures alimentaires.
- Les biocarburants de seconde génération, issus de la biomasse
Ils sont censés remédier, à l’avenir, à ce problème. Il s’agit d’un biokérosène de type BtL (Biomass to Liquid), fabriqué à partir de biomasse lignocellulosique (résidus de bois, pailles de céréales, déchets forestiers). Ces carburants sont certifiés en mélange jusqu’à 50 % depuis 2009.
Contrairement à la première voie, la ressource est dans ce cas plus vaste et moins onéreuse. La difficulté majeure réside dans le coût d’investissement des unités BtL.
- Les biocarburants de troisième génération, ou algocarburants
Oui, vous avez bien lu ! En 2010, Airbus parvient à faire décoller un avion avec un carburant dérivé entièrement d’algues. Les algues offrent des possibilités prometteuses en matière de vols neutres en émissions de CO2. Elles rejettent en effet autant de dioxines qu’elles en absorbent durant leur phase de développement.
100 kilos d’algues sont nécessaires afin d’obtenir 21 litres de biocarburant et absorbent en parallèle 182 kg de CO2. D’après Airbus : « la solution idéale est de recycler le CO2 émis par l’industrie afin d’accélérer la croissance d’algues en vue de leur transformation en biocarburant. »
Biocarburants : que des avantages ?
Les biocarburants de première et deuxième générations ont été critiqués par les ONG, qui estiment que l’utilisation des biocarburants dans l’aviation est aussi négative que celles des carburants fossiles, du fait d’une accentuation de la production d’huile de palme et de la déforestation. Ces changements d’affectation des sols ont aussi, selon plusieurs grandes ONG environnementales, « des effets dévastateurs sur la sécurité alimentaire, les droits fonciers et les conditions de vie des populations vivant sur les terres utilisées, ainsi que sur la biodiversité au niveau mondial ».
Le mauvais bilan carbone des agrocarburants est toutefois à nuancer, selon Alexandre Gohin, directeur de recherche à l’Institut national de recherche agronomique de Rennes. Selon lui, la hausse des rendements, qui permettent d’éviter d’étendre les cultures consacrées aux agrocarburants, est aussi à prendre en compte. Ou encore le « taux d’actualisation » : on ne coupe qu’une seule fois une forêt, mais on produit sur le même sol de nouvelles cultures pour biocarburants chaque année.
Cette multitude de paramètres explique la diversité, et l’incertitude, des modèles permettant de calculer les changements d’affectation des sols ou les émissions induites par les biocarburants.
L’avion vert est prometteur mais n’est pas pour demain
Ainsi, d’après un expert de Total, les biocarburants pourraient représenter 45% de la consommation mondiale en 2050. La solution pourrait bien être trouvée dans les algocarburants, du fait de leur excellent rendement énergétique et écologique, et ce tout au long de leur cycle de vie.
Pour autant, pour imposer les biocarburants, les industriels doivent en réduire le coût. Ce dernier reste le principal obstacle au développement des bio-fuels. Les coûts de production seraient aujourd’hui entre trois et dix fois supérieurs (voire plus) que le kérosène. Mais une production de masse réduirait cet écart.