Aéronautique: La promesse de l’avion électrique sera-t-elle tenue?

VOL VERT Les compagnies aériennes mettent le paquet sur la recherche pour trouver des solutions visant à faire voler un avion à l’électricité

Lucie Bras

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Un Airbus A330 (non électrique) en démonstration au salon du Bourget, le 18 juin 2018 (image d'illustration).
Un Airbus A330 (non électrique) en démonstration au salon du Bourget, le 18 juin 2018 (image d'illustration). — Francois Mori/AP/SIPA
  • Lors du Salon international de l’aéronautique et de l’espace (SIAE) au Bourget, des prototypes d’avions électriques ont été présentés.
  • Si de petits modèles d’aéronefs devraient décoller dans les années 2020, la recherche peine à trouver le modèle de l’avion commercial du futur.
  • Le sujet est urgent : l’aéronautique pèse entre 3 et 4 % des émissions de gaz à effets de serre (GES), et son poids va croissant.

L’avion électrique, silencieux et propre, c’est pour quand ? Au Salon international de l’aéronautique et de l’espace (SIAE), qui s’est tenu cette semaine au Bourget, le sujet est au cœur des débats. Mais il reste encore de l’ordre du fantasme, car si des prototypes de petits avions électriques ont été présentés, la recherche peine encore à trouver comment faire voler des centaines de passagers.

Autant le dire tout de suite : quand on demande aux experts aéronautiques « Quand pourra-t-on décoller pour le bout du monde en avion électrique ? », la réponse est plus ou moins toujours la même : « Ce n’est pas pour demain ». Pourtant, les constructeurs se sont fixé des objectifs bien précis : Airbus veut « faire voler en 2030 des avions de 100 passagers à zéro émissions », et Safran prévoit une « forte hybridation des moteurs [à la fois électrique et thermique] pour 2035 ».

Pour tenir ce calendrier, les industriels mettent les bouchées doubles. « C’est une course, confirme Glenn Llewelyn, responsable d’électrification pour Airbus. Il y a d’ailleurs beaucoup d’acteurs qui investissent. Chez Airbus, on a déjà commencé en 2015, en lançant de nombreux prototypes, et d’autres vont arriver. On investit beaucoup pour être le leader mondial sur ce sujet ».

Un poids croissant sur l’environnement

Un sujet qui devient urgent pour le secteur. Aujourd’hui, l’aéronautique pèse entre 3 et 4 % des émissions de gaz à effet de serre (GES). Dans les transports, il représente même 14 % des émissions de GES. « Cela paraît faible, mais tous les quinze ans, le nombre d’avions qui volent double, décrypte Jérôme Rein, directeur associé du cabinet Boston Consulting Group (BCG) et spécialiste aéronautique. Le poids de l’aéronautique sur l’environnement va croissant ». D’autant plus qu’avec les progrès technologiques, l’automobile réduit progressivement son impact environnemental ; celui de l’aéronautique augmente donc en proportion. Cette hausse mécanique a pour effet de braquer les projecteurs sur le secteur, qui y perd en image.

Dans le même temps, les efforts à fournir apparaissent colossaux. En 2005, l’aérien s’est en effet engagé à réduire de 50 % ses émissions de CO2 en 2050, quand la flotte d’avions en service n’était que de 15.000 appareils. Aujourd’hui, ce même objectif est maintenu, alors que le nombre d’avions en vol s’élève à 28.000.

Les compagnies aériennes et les industriels semblent avoir intégré cette préoccupation sociétale sur l’environnement et l’écologie. D’autant que pour ces grandes entreprises, l’électrique est aussi synonyme d’économies. Moins de kérosène, c’est aussi moins de frais. « Il y a une lutte contre la masse de l’appareil », confirme Jérôme Rein. « Elle impacte la consommation de carburant. Plus on est léger, moins on est gourmand en carburant. »

Mission impossible : des batteries moins lourdes et plus propres

Le principal frein à l’avion 100 % électrique, ce sont les batteries, trop lourdes et trop massives. Exemple concret : si on devait équiper en batteries un A320, qui transporte environ 150 passagers, on en mettrait environ 150 tonnes. « Pour donner un ordre d’idée, la masse d’un avion au décollage [avec des réservoirs pleins de kérosène], c’est 70 tonnes. Il ne pourrait plus décoller », indique Jérôme Rein. C’est pourquoi les marques cherchent à tout prix à mettre au point les batteries de demain. « Quand on regarde les technologies du monde entier, c’est le secteur où l’on trouve le plus d’investissements. On en a besoin pour assurer la transition énergétique dans le monde entier : l’automobile, tout ce qui est électronique, comme les smartphones… », confirme Glenn Llewelyn, responsable d’électrification pour Airbus.

Au-delà de leur poids, les batteries posent un autre problème, cette fois-ci écologique : celui de la gestion des terres rares. Ces métaux, très recherchés par l’industrie pour leurs propriétés magnétiques et électroniques, servent à la fabrication d'aimants ultra-puissants ou d’alliages métalliques, et entrent dans la composition des batteries actuellement développées. Or, leur extraction minière est considérée comme très polluante. Une donnée prise en compte par Safran, qui utilise justement une terre rare, le lithium ion, dans ses batteries.

Une mine de lithium dans le désert d'Atacama au Chili.
Une mine de lithium dans le désert d'Atacama au Chili. - HO / SQM / AFP

« Il y a un vrai enjeu. Nous travaillons avec des partenaires pour concevoir des batteries différentes, mais ce sont des problématiques très lourdes, qui vont prendre du temps », reconnaît Hervé Blanc, directeur général de la division Power de Safran Electrical & Power. « Le lithium ion reste la solution la plus utilisée, mais on voit poindre de nouvelles chimies plus propres. L’un des autres axes envisagés, c’est la pile à combustible, avec l’utilisation de l’hydrogène [l’énergie naît de la vapeur d’eau surchauffée] pour alimenter le système électrique ».

Un avion de plus en plus électrique

Pendant que la recherche tâtonne sur le sujet des batteries, le reste de l’avion se transforme par petites touches. « L’électrification prend différentes formes. Ça arrive par des bouts plus ou moins petits depuis une trentaine d’années, avant même la prise en compte des considérations écologiques. Lors de la sortie de l’A320, en 1985, Airbus a introduit des commandes de vol électriques, qui sont depuis devenues la norme. Ce chemin n’est pas nouveau, mais il s’accélère et touche à tout dans l’avion. Un nouvel appareil arrivera en 2030 et, là encore, il sera plus électrique », confirme Jérôme Rein.

Autres innovations déjà prêtes : le Boeing 787 s’est affranchi du kérosène sur une partie de son système de freinage, au profit de l’électricité. Idem pour le système de gestion de l’air, le dégivrage et même le tractage de l’avion sur la piste [appelé « taxiing »]. Quand il atterrit, « l’avion est souvent tracté par un véhicule sur le tarmac, ce qui génère des taxes d’aéroport », détaille Jérôme Frein. L’idée est de placer un moteur électrique dans le train d’atterrissage pour tracter l’appareil sans kérosène. Moins cher et moins polluant, on retrouve le même schéma. « C’est une innovation qui est prête aujourd’hui. Safran a développé cette solution », ajoute-t-il.

Feu vert pour les jets privés électriques

Si la promesse d’un avion électrique patine pour les appareils commerciaux, les petits aéronefs, eux, sont déjà prêts à décoller. La plupart des projets portent aujourd’hui sur les avions type jet privé, capables de transporter de 10 à 15 passagers. « Pour l’instant, ce sont encore des projets de recherche, mais c’est assez certain », confirme Jérôme Rein. Ces modèles, appelés VTOL pour « Vertical Take-off and Landing » («Décollage et atterrissage vertical » en français), se rapprochent plus d’un hélicoptère que d’un avion de ligne et sont destinés au transport urbain sous forme de taxis volants. Ils devraient entrer en service rapidement. Chez Safran, un modèle d’aéronef tout électrique et sans pilote devrait même assurer le transport logistique dès l’année prochaine, sur 10 à 50 km.

« L’étape d’après, c’est le transport de passagers d’un point A à un point B, en 2025 », détaille Hervé Blanc. Airbus est déjà présent sur ce segment avec des démonstrateurs 100 % électriques, City Airbus et Vahana, qui sont au banc d’essai pour le constructeur. En vue, un jour peut-être, d’un avion commercial « zéro émission ». « On a déjà beaucoup appris avec ces modèles », confirme Glenn Llewelyn. « On en prend le meilleur pour préparer les technologies qui sont nécessaires à l’aviation commerciale. » Le temps presse pour l’aérien : dans vingt ans, il devrait y avoir 40.000 avions dans le ciel, qui transporteront plus de 8 milliards de passagers, contre 4,1 aujourd’hui.