Aviation plus écolo.

Bonjour je m’appelle Loukilepilote, je suis passionné d’aviation. Aujourd’hui je vais vous parlez de comment rendre l’aviation plus écolo.

Introduction : Comme vous le savez sans doute, l’aviation est une source importante de   pollution et elle est en pleine croissance. Cette industrie est aussi nécessaire pour l’économie de plusieurs pays en plus d’avoir d’autres applications commerciales et militaires. Si nous voulons réduire les changements climatiques, nous devons réduire l’empreinte écologique de l’aviation car elle va toujours être présente. Je vais donc vous présenter les meilleures façons de réduire les émissions de CO₂ et de Nox et terminer en vous parlant des nouvelles technologies de propulsion  

Développement : Comme dit précédemment, l’aviation a un grand impact sur le réchauffement climatique et sur d’autres problèmes environnementaux. En 2005, l’aviation a produit 650 millions de tonnes de CO₂. Si rien de change, elle devrait produire 1,29 million de tonnes en 2030 et en 2050, 2,35 millions de tonnes de CO₂. Ces chiffres sont impressionnants, mais l’aviation ne produit que 3% des émissions de CO₂, soit moins que le numérique qui en a produit 5%. Cependant, l’aviation a eu un plus grand impact sur le changement climatique. En effet, en plus du CO₂ qui a un impact, les moteurs des avions produisent des oxydes d’azote ou NOx. Ceux-ci provoquent la création d’ozone qui est un gaz à effet de serre. De plus, les moteurs d’avions à haute altitude laissent des traînées de condensation pouvant créer des nuages artificiels qui eux aussi augmentent l’effet de serre. Avec tous ces autres facteurs, l’aviation est responsable de 6% du réchauffement climatique, soit plus que le numérique. Cette industrie a aussi des impacts sur la qualité de l’air car les NOx peuvent engendrer une irritation des poumons. De plus, ils créent de l’ozone en basse altitude pouvant entraîner des troubles respiratoires. Ce qui rend la tâche compliquée pour réduire les émissions est que nous sommes dépendants de l’aviation car elle est nécessaire pour le tourisme qui fait vivre plusieurs pays. Elle est aussi nécessaire pour l’aspect militaire et pour d’autres situations comme le transport dans des zones difficiles d’accès. Les avions servent aussi aux combats contre les feux de forêt, le transport de patients malades vers des plus gros hôpitaux. 

Cette industrie soutient aussi l’économie en créant de revenus de plus de 800 milliards  

US dans le monde en 2023 et emploie des milliers de personnes. Le nombre de passagers a doublé en 20 ans. Si cette croissance continue, il devrait y avoir 16 milliards de passagers en 2050. Donc si nous voulons réduire la quantité de CO₂ et arrêter le réchauffement climatique, nous devons améliorer l’empreinte écologique de l’aviation. Plusieurs scientifiques se penchent sur la question. Je vais donc vous présenter certaines solutions en commençant par les biocarburants, ensuite de l’hydrogène, des avions hybrides et des façons d’optimiser la gestion des avions dans le ciel et au sol. 

Les biocarburants : Ils sont relativement prometteurs pour réduire les émissions de CO_2. Ils sont produits à base de plantes ou d’algues qui vont retenir le CO₂ de l’atmosphère durant leur vie. Ce CO₂ va ensuite être relâché en brulant. On compte trois types de biocarburants : ceux de première génération, ceux de deuxième génération et ceux de troisième génération. L’éthanol et le biodiesel font partie des biocarburants de première génération. Ces types de biocarburants sont déjà présents dans le secteur routier car ils ont été la première forme de biocarburants à apparaître. L’éthanol est produit à partir de sucre comme le maïs ou le sucre de canne alors que le biodiesel est créé à partir d’huile végétale. Cette génération de biocarburants pose plusieurs problèmes sur leur durabilité car la matière première utilisée est aussi dédiée à l’alimentation. Ceci pose un enjeu éthique car on ne veut pas que le secteur du transport soit en concurrence avec le secteur alimentaire, surtout que la demande de l’aviation est énorme, mettant en péril la disponibilité des aliments. De plus, pour subvenir aux besoin de ce type de carburant, on devrait augmenter la quantité de terres agricoles, ce qui engendrait de la déforestation. Or, la perte de forêt est vraiment nocive pour le bilan de CO_2. Pour toutes ces raisons, l’utilisation de biocarburant de première génération est remise en question. Les biocarburants de deuxième génération, pour leur part, doivent être produits à partir de matière première qui n’est pas appropriée à l’alimentation comme les résidus agricoles,  

les déchets municipaux ou provenir de cultures dédiées comme le jatropha.  Ensuite, 

ces ressources ne doivent pas être cultivées sur des terres adaptées à l’agriculture. Les avantages des biocarburants de deuxième génération sont nombreux : ils ne sont pas en concurrence avec le secteur alimentaire et ont donc des prix sont plus bas. Cependant, ils sont plus difficiles à transformer et nécessitent des technologies de pointe plus dispendieuses ce qui rend leur rentabilité économique plus difficile. En bref, la deuxième génération est beaucoup plus prometteuse mais parfois plus coûteuse. Pour finir avec les biocarburants, ceux de troisième génération sont produits à partir des lipides contenus dans les algues. L’intérêt envers les algues est leur grande capacité à capter et convertir l’énergie solaire, ce qui les rend plus productives. De plus, elles captent mieux le CO_2. Cependant, plusieurs défis se posent pour les transformer en biocarburants car leur culture nécessite une grande quantité d’eau relativement chaude, ce qui demande beaucoup d’énergie et leur transformation est coûteuse. En bref le coût de production est compensé par leur grande productivité mais leur importante consommation d’eau pose encore problème.  

Les SAF (Sustainable avion fuel): SAF signifie « carburant pour l’aviation durable ». Les biocarburants présentés ci-dessus sont surtout destinés au transport routier et encore peu adaptés aux avions Ainsi, pour l’aviation, on parle plutôt des SAF. Pour être considéré SAF, le biocarburant doit être de 2^E ou de 3^e génération en plus d’avoir les mêmes caractéristiques que le kérosène utilisé à ce jour. Le fait d’avoir ces mêmes caractéristiques présente le principal avantage des SAF : on peut les mélanger avec les carburants conventionnels sans avoir besoin de certification additionnelle pour les moteurs. Ainsi, même des avions vielles de 25 ans peuvent voler au SAF. Le gros problème des SAF est leur coût car les normes pour les carburants sont extrêmement plus élevées dans l’aviation. Il est donc plus rentable pour la plupart des compagnies aériennes de voler avec du carburant conventionnel, ce qui explique qu’elles n’utilisent pas de SAF. De plus, il n’y a aucune taxe sur les carburants conventionnels, ce qui creuse  

l’écart de prix. Un autre enjeu est que les SAF ont un taux maximum de mélange. Ce taux 

est d’environ 50 %, ce qui est peu pour complètement réduire les émissions. Ensuite, un autre problème est que la production de SAF est faible. Si tous les avions volaient au SAF, il n’y aurait pas assez de production pour répondre à la demande, ce qui augmenterait encore les coûts. En bref, les SAF sont très prometteurs pour réduire l’impact du CO₂ mais leurs coûts élevés les rendent peu attractifs. Je pense que créer une taxe sur les carburants conventionnels pourrait être une bonne idée même si cela va augmenter le prix des billets d’avion. Pour finir, une des grosses problématiques des biocarburants est qu’il est très difficile de mesurer leur impact réel de réduction des émissions de CO_2. On doit calculer tout leur cycle de vie incluant le transport des matières premières, la production et la quantité de CO₂ que le combustible retire l’atmosphère, ce qui rend le calcul extrêmement compliqué. 

L’hydrogène : Pour l’instant l’hydrogène est encore en phase de test et donc, ce ne sera pas pour demain. L’hydrogène a plusieurs qualités comme le fait d’émettre que de l’eau lors de son utilisation. Cependant, plusieurs problèmes subsistent encore. Tout d’abord, l’hydrogène doit être stocké sous pression, ce qui prend beaucoup trop de place pour le stocker dans les ailes. Des constructeurs comme Airbus prévoient donc placer les réservoirs dans la queue de l’appareil. De plus, tous les conduits de carburant doivent aussi être sous pression. Ils doivent donc être plus résistants, donc plus lourds. De plus, pour rester à des pressions acceptables, l’hydrogène doit être à -253 degrés Celsius soit très près du zéro absolu. Il serait compliqué de maintenir cette température. L’hydrogène est aussi explosif, ce qui ne respecte pas les normes de l’aviation. Ainsi, pour faire fonctionner un avion avec de l’hydrogène, les scientifiques ont identifié deux solutions. La première est la turbine à hydrogène : il s’agit d’un turboréacteur modifié pour pourvoir brûler de l’hydrogène. L’avantage est que cela produit beaucoup de puissance mais aussi beaucoup de Nox qui contribuent au réchauffement climatique. La deuxième serait avec  

des piles à combustible produisant de l’électricité avec de l’hydrogène et de l’oxygène 

pouvant alimenter des moteurs. Or, cela ne produit pas beaucoup de puissance. Il faudrait beaucoup de piles, ce qui serait très lourd et peu pratique. En bref, l’hydrogène peut être une bonne solution dans le futur même si plusieurs défis techniques subsistent. 

Électricité : l’électricité est déjà bien implantée dans le monde de l’automobile mais pas encore dans l’aviation. Les batteries ne sont pas encore assez puissantes et ne contiennent pas assez d’énergie pour leur poids. Ainsi, pour qu’un avion puisse faire des longs trajets, il faudrait une énorme batterie, rendant l’appareil si lourd qu’il ne pourrait même pas décoller. Aussi, l’électricité n’est pas verte partout. Au Québec nous sommes chanceux et nous avons l’hydroélectricité. Mais ce n’est pas le cas partout comme au Maroc ou l’électricité provient à 60 % du charbon, ce qui n’est pas écologique. En bref pour que les avions volent à l’électricité, il faudrait que les batteries soient beaucoup plus performantes et s’assurer que la source d’énergie est écologique. 

Conclusion : En conclusion selon moi la meilleure façon de réduire les émissions de CO2 de l’aviation pour l’instant est les SAF car les avions n’ont besoin d’aucune modification pour voler avec cela et en plus il y en a déjà donc pas besoin des créer. Ensuite pour le plus longterme je pense que l’hydrogène est une bonne solution même s’il va falloir beaucoup d’avancée technologique mais cela est une bonne solution car cela ne produit que de l’eau donc aucun Nox et de CO2  

John coykendall, Steve Shepley, aijaz Hussain. Decarbonizing aerospace 2021 p.10-14 

Vert éco. [en ligne] Est-il vrai que l’avion n’est responsable que de 3% des émissions mondiales de CO2, soit moins que le numérique ? [consulter le 07/12/2023]. Disponible : vert.éco  

Marie-Lee Pelletier. AVIATION CIVILE ET CHANGEMENTS CLIMATIQUES : COMMENT RÉDUIRE L’EMPREINTE CARBONE GRÂCE À LA TARIFICATION DU CARBONE ET AU DÉVELOPPEMENT DE CARBURANTS ALTERNATIFS? 2020. P.18-29 et 83-89 

Safran aviation. [en ligne] Moteur leap-1a [consulter le 07/12/2023]. Disponible : leap A-1 safran aviation   

Airbus. ZEROe projet [07/12/2023]. Disponible : ZEROe projet AIRBUS   

Fait par Loukilepilote