En juillet dernier, le gouvernement des Pays-Bas a décidé de supprimer 12% des vols de l'aéroport d'Amsterdam pour réduire son impact environnemental et lutter contre la pollution sonore. C'est la première fois en Europe qu'une telle décision est prise dans le trafic aérien. Il y a quelques jours, c'est le PDG d'Aéroports de Paris, Augustin de Romanet qui a invité « les gens à être plus raisonnables dans le voyage aérien » tant que « le transport aérien n'aura pas été au bout de son processus de décarbonation » même s'il précise néanmoins que, « sur le long terme, c'est le transport aérien qui sera le système le moins émetteur de CO2 ».
« Ces deux exemples montrent que cette question de maîtrise du trafic aérien est sur la table », a estimé Florian Simatos, enseignant-chercheur à l'Isae-Supaero, à l'occasion des rendez-vous de l'innovation organisés le 22 septembre dernier dans les locaux de l'Enac (école nationale de l'aviation civile). Florian Simatos est l'un des cinq chercheurs de la prestigieuse école d'ingénieurs toulousaine à avoir publié en octobre 2021 un référentiel « aviation et climat », un document de synthèse des dernières publications scientifiques sur cette thématique.
Les auteurs arrivent à la conclusion que pour respecter les accords de Paris et limiter le réchauffement climatique à 1,5°C « une décroissance du trafic est nécessaire quelles que soient les hypothèses technologiques ». « Les émissions de CO2 doivent décroître maintenant et de manière très importante. Cela peut choquer. Mais ce qu'il faut bien comprendre, c'est qu'il reste dix ans d'émissions de carbone au rythme actuel pour respecter le budget carbone d'1,5°C », pointe Florian Simatos. En prenant pour hypothèse que l'aviation utiliserait 2,6 % du budget carbone mondial, cela nécessiterait que les émissions diminuent d'environ 10 % par an. En revanche, d'après les chercheurs avec un objectif plus laxiste de maintenir le réchauffement climatique à 2°C, une cible plus communément reprise par les industriels du secteur, une croissance du trafic aérien serait possible à condition d'hypothèses technologiques très ambitieuses d'après un scénario optimiste et mais un scénario plus pessimiste conclut qu'une baisse du trafic serait là encore nécessaire.
L'avion à hydrogène, une réponse à long-terme
« À horizon 2050, la technologie seule ne suffit pas à baisser les émissions à la vitesse moyenne requise. Beaucoup de technologies de rupture sont discutées. Mais l'aviation à hydrogène n'est pas une réponse à l'urgence climatique même si elle permet d'envisager une aviation bas carbone à un horizon plus lointain », estime Florian Simatos.
Avant de développer :
« Pour le moment, un seul constructeur (Airbus, ndlr) a communiqué sur le sujet et vise un segment de la flotte, a priori, les court-courriers. Ensuite, il faut que cet avion se déploie dans la flotte. Et puis, si durant le vol l'hydrogène ne génère pas d'émissions de CO2, des émissions importantes peuvent avoir lieu pendant la production de l'hydrogène. Aujourd'hui, si l'on avait le choix entre un avion thermique et un appareil à hydrogène, il faudrait privilégier l'avion thermique parce que les méthodes de production actuelles de l'hydrogène (via le gaz naturel) sont extrêmement émettrices de CO2 par rapport aux énergies fossiles.
Il faut aussi développer une filière très importante de production d'hydrogène qui soit bas carbone et on n'y est pas. L'ensemble de conditions font que nous estimons que l'aviation à hydrogène ne réduirait que de 10% au grand maximum les émissions de CO2 de l'aviation à l'horizon 2050. »
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Ce constat, il n'est pas le seul à le partager. Philippe Novelli est directeur du programme propulsion aéronautique et environnement à l'Onera et ancien responsable des carburants alternatifs à la direction de l'environnement de l'OACI (l'Organisation de l'aviation civile internationale).
« Décarboner cela veut dire utiliser des sources d'énergie qui n'augmentent pas la teneur en gaz à effet de serre de l'atmosphère. Or, on peut très bien avoir un vecteur complètement décarboné, typiquement l'hydrogène dont la combustion n'émet absolument pas de CO2. Mais sur le cycle de vie complet, l'hydrogène représente jusqu'à trois fois les émissions du kérosène. Aujourd'hui, 85 % de l'hydrogène est produit à partir de gaz naturel. Les avions à hydrogène seront zéro émission seulement si l'on utilise de l'électricité décarbonée. »
Sans compter que l'arrivée de l'aviation à hydrogène va demander des bouleversements importants au niveau des aéroports pour stocker, liquéfier de l'hydrogène liquide et ensuite pour ravitailler les avions.
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La question de la disponibilité des biocarburants
À plus court-terme, beaucoup d'espoirs portent sur l'essor des biocarburants.
« Sur l'ensemble du cycle de vie, les biocarburants génèrent des émissions plus faibles que le kérosène. Les biocarburants représentent une voie potentiellement applicable immédiatement puisque les avions peuvent déjà voler avec 50% de biocarburants mélangés à du kérosène. Par contre, la production et la consommation restent aujourd'hui extrêmement faibles. En particulier, parce que les coûts sont élevés », décrypte Philippe Novelli.
Le chercheur note également l'importance de "faire le bon choix de biocarburant » car tous ne se valent pas. Un biocarburant fabriqué à partir d'huile de palme et qui par ailleurs contribue à la déforestation d'un territoire, va générer des émissions carbone très élevées. Lors des derniers vols de démonstration avec 100% de SAF (carburant d'aviation durable), les industriels ont utilisé des huiles de cuisson usagées, une solution avec pour le coup un très bon bilan carbone. Mais pas sûr que cette option soit généralisable à grande échelle. « Si l'on récoltait toutes les huiles usagées dans le monde, cela ne comblerait même pas 5% de la consommation énergétique requise pour le trafic aérien », estime Florian Simatos.
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Plus globalement, relève-t-il, « il existe un consensus aussi bien au niveau scientifique qu'industriel, pour dire que la disponibilité en biocarburants sera très limitée. Il ne sera pas possible de décarboner entièrement la flotte avec des biocarburants ». D'autant, souligne pour sa part Philippe Novelli, que vont naître « des compétitions d'usage de la biomasse et des biocarburants » : « D'autres secteurs, comme la chimie par exemple, vont eux aussi vouloir se décarboner et donc vont aussi être demandeurs de biomasse. »
En revanche, les biocarburants représentent une alternative intéressante pour réduire les effets non-CO2 de l'aviation. « Leur composition chimique est un peu différente des carburants d'origine fossile. Ils ont moins d'aromatiques et avec un taux d'incorporation de 50 % cela peut faire diminuer le forçage radiatif de l'ordre de 10 à 25 % », soulève Florian Simatos.
Dernière alternative envisagée pour décarboner l'aviation, les électrocarburants ou carburants de synthèse, produits à partir d'eau, de CO2 et d'électricité. Au-delà des émissions de CO2 réduites, ces carburants pourraient diminuer aussi les effets non-CO2 comme les traînées de condensation en générant moins de suies. « Les électrocarburants ont une composition chimique plus proche de celle du kérosène donc représentent un impact limité au niveau de l'avion (contrairement à l'hydrogène) mais cette technologie est encore balbutiante », observe Philippe Novelli. Par exemple, le projet Norsk e-fuel en Norvège projette de produire dix millions de litres de carburant en 2023. Une goutte d'eau quand on sait que la consommation de kérosène était de 286 millions de tonnes en 2018. « La combinaison des différentes solutions est certainement nécessaire pour décarboner l'aviation. Toutes les solutions alternatives sont coûteuses en ressources et aussi financièrement et donc l'efficacité énergétique reste plus que jamais un enjeu majeur », résume Philippe Novelli.
Au-delà de la décarbonation, le transport aérien pourrait être confronté à d'autres modifications de son environnement face au réchauffement climatique. « Dans certaines villes du monde, les avions décollent déjà la nuit en raison des températures très élevées. C'est le cas à Phoenix aux Etats-Unis », met en avant Laurent Terray, chercheur au Cerfacs à Toulouse.
Des scientifiques toulousains travaillent depuis plusieurs années en collaboration avec Airbus pour mesurer l'impact du changement climatique sur l'aviation. Ils ont pu démontrer que la multiplication des épisodes de fortes chaleurs pourrait augmenter drastiquement le nombre de jours où les avions devront embarquer moins de passagers pour arriver à décoller.
Pourquoi les fortes chaleurs vont bouleverser le transport aérien
Le changement climatique pourrait aussi augmenter le risque de turbulences. Sans parler du risque de submersion des aéroports situés en bord de mer. « L'augmentation du niveau de la mer va se poursuivre, c'est un phénomène irréversible qui pourrait s'aggraver en cas d'accélération du réchauffement climatique », ajoute Laurent Terray. Le risque de submersion concerne en premier lieu l'Asie du Sud-Est et les destinations dans le Pacifique. En France, l'aéroport de Nice est également considéré à risque et la DGAC a d'ailleurs déjà commencé des travaux pour étudier le phénomène.