Avion : pourra-t-on voler sans pétrole en 2050 ?

Les carburants d’aviation durable : une solution pour décarboner le secteur aérien ? Dans un rapport publié début février, le Shift Project et l’association Aéro Décarbo se penchent sur les perspectives concernant le développement des « bioSAF » et des « e-SAF ».  

Ces deux types de carburants, constitués à partir de biomasse pour la première catégorie et à partir de carbone et d’hydrogène pour la seconde, représentent un « aspect particulièrement important » de la décarbonation de l’aérien, justifie Clément Caudron, référent aérien du Shift Project, lors d’une présentation en ligne du rapport.  

En effet, « les évolutions dites de rupture comme l’avion électrique ou l’avion à hydrogène sont reportées à demain, voire après-demain. D’un autre côté, les progrès tendanciels d’efficacité, obtenus par des avions de plus en plus légers et des moteurs de moins en moins consommateurs, sont limités et plus que compensés par la hausse du trafic », met-il en avant. 

Des carburants « climatiquement neutres » 

Face à cet état des lieux, les carburants d’aviation durable ou SAF pour « substainable aviation fuel » présentent l’avantage non négligeable d’être directement incorporables dans les réservoirs des avions actuels, en substitution du kérosène fossile.  

« Lors de sa combustion, le kérosène libère un carbone qui était stocké en sous-sol depuis des millions d’années. L’impact climatique est considérable car l’augmentation du taux du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique amplifie l’effet de serre », rappelle Gaëthan Dhote, co-auteur du rapport et membre d’Aéro Décarbo. Les SAF, eux, libèrent du CO2 dit « biogénique », c’est-à-dire déjà présent dans l’atmosphère. Ils sont donc considérés comme climatiquement neutres par la réglementation actuelle. Cela ne signifie pas pour autant que leur empreinte carbone est nulle, car il faut prendre en compte l’ensemble de leur cycle de vie, à partir de la production. 

Au-delà des émissions de CO2, ils présentent des bénéfices comme la réduction de l’impact des trainées de condensation ou l’amélioration de la qualité de l’air. 

Lire également : L’avion vert : mythe ou réalité ? 

des limites liées à leur production  

Pour autant, « les SAF ne sont pas des solutions miracles non plus. Ils présentent de forts intérêts mais aussi des limites. Ils nécessitent notamment des ressources rares et bas carbone sur lesquelles beaucoup de secteurs lorgnent », souligne Clément Caudron.  

Les bioSAF par exemple demandent une quantité de biomasse importante. L’une des filières de cette catégorie de carburant la plus développée et mature industriellement aujourd’hui est la filière HEFA, produisant du carburant à partir de matières huileuses. « C’est la seule qui produit des volumes commerciaux dans le monde aujourd’hui, mais elle est limitée par la disponibilité des ressources », pointe Gaëtan Dhote. Un aller-retour Paris-Montréal d’une seule personne nécessiterait par exemple 370 litres d’huile usagée, soit ce que collecte un fast-food en deux mois en moyenne. 

La filière Biomass-to-liquid, « presque mature sur le plan industriel », consiste quant à elle à valoriser la biomasse dite « lignocellulosique », c’est-à-dire boisée ou fibreuse. Elle est celle qui présente « le plus grand potentiel qualitatif », appuie Gaëtan Dhote, mais est, elle aussi, soumise à des quantités de ressources disponibles limitées.  

Des empreintes carbones variables 

Or, d’autres secteurs que l’aérien sont en demande de biocarburants pour leur décarbonation, comme le secteur maritime, l’agriculture et la pêche, les véhicules légers ou les poids lourds, mettent en avant le Shift Project et Aéro Décarbo. « Les biocarburants ne pourront pas répondre à la demande et il faudra faire des arbitrages forts d’attribution », conclut Gaëtan Dhote.  

La production de bioSAF est en outre susceptible de peser sur d’autres limites planétaires que le changement climatique, comme l’érosion de la biodiversité, l’épuisement des ressources en eau ou la perturbation des cycles biogéochimiques.  

De plus, l’empreinte carbone des bioSAF varie en fonction des filières. Elle dépend des émissions directes provoquées par la culture, la récolte, le transport et la conversion en carburant de la biomasse, mais aussi indirectes liées au changement d’usage des sols. Par exemple, la culture du soja entraîne des émissions dues à la déforestation, tandis que celle du miscanthus permet de valoriser des sols qui ne l’auraient pas été autrement, présentent les auteurs du rapport. 

Lire également : Jeunes, diplômés, urbains : les Français qui prennent le plus l'avion le font pour le loisir

E-SAF : des besoins en électricité décarbonée important 

De leurs côtés, les e-SAF requièrent de l’électricité pour produire de l’hydrogène décarboné et du CO2, à partir desquels ils sont fabriqués. Pour que ce carburant puisse remplacer le kérosène de manière efficace sur le plan climatique, l’électricité utilisée doit elle aussi être décarbonée.  

Une électricité produite à partir d’énergie renouvelables ou d’un mix décarboné permet ainsi d’obtenir une empreinte carbone inférieure de plus de 70 % à celle du kérosène fossile, évaluent les auteurs du rapport. En revanche, l’utilisation d’un réseau carboné comme celui des États-Unis aurait pour effet de produire un e-SAF trois fois plus émetteur que le kérosène fossile.  

Ce facteur compte d’autant plus que la production des e-SAF est énergivore. Si on remplaçait aujourd’hui la consommation actuelle de kérosène par des e-SAF, cela nécessiterait 10 000 TWH, soit « un tiers de la production mondiale d’électricité fossile et bas carbone confondue », explique Gaëtan Dhote. Là encore, la concurrence des usages de l’électricité pose donc aussi question. 

Enfin, la production de e-SAF soulève une autre contrainte : celle de capter du CO2 non-fossile. « Il est possible de capter du CO2 biogénique en sortie de certaines industries comme la papeterie mais les gisements ne sont pas intarissables. Dans le futur, il faudra donc développer le captage du dioxyde de carbone directement dans l’air (DAC) », souligne le co-auteur du rapport. 

Selon les prévisions du secteur, les émissions ne diminuent pas en 2050 

Face à ces différentes contraintes et pour estimer si les SAF ont le potentiel de décarboner l’aérien à horizon 2050, le Shift Project et Aéro Décarbo ont donc établi plusieurs scénarios, fondé sur les prévisions des industries du secteur. « Ce rapport a aussi été écrit pour les salariés du secteur qui ont besoin d’une image lucide de ce que pourrait être le secteur dans quelques décennies et sur ce qu’il ne pourra pas être », met en avant Timon Vicat-Blanc, membre d’Aéro Décarbo et co-pilote du rapport.  

Or, « si nous prenons en compte une croissance du secteur aérien de 3,2 % par an comme le fait l’ATAG [Air transport action group], nous arrivons à une consommation de 500 millions de tonnes de kérosène en 2050 », présente Frédérique Rigal, membre d’Aéro Décarbo et co-autrice du rapport. En comparant cette donnée aux prévisions de l’Agence internationale de l’énergie (IEA en anglais) concernant l’offre de SAF, « les émissions du secteur aérien ne baisseront que très peu », concluent alors les auteurs du rapport.  

« Certes, les émissions de l’aviation décroissent mais la croissance du trafic prévue par l’industrie de l’aviation est bien supérieure. Les 250 millions de tonnes de SAF qui permettent de décarboner l’avion dans le scénario de l’IEA ne sont plus suffisants pour un tel niveau de trafic », alerte Frédérique Rigal.  

Un scénario de décroissance du trafic pour respecter l’Accord de Paris  

Face à cette conclusion, les auteurs du rapport développent « trois chemins pour augmenter les volumes de carburants alternatifs » : l’utilisation de carburants alternatifs moins durables, la considération de l’aviation comme un secteur prioritaire qui recevrait davantage de ressources au détriment des autres secteurs, ou la mobilisation de « moyens additionnels pour produire massivement des carburants type e-SAF ».  

Si les deux premiers scénarios ne permettent pas une baisse des émissions, la troisième hypothèse y parvient « de façon significative », souligne Frédérique Rigal. « Encore faut-il que les secteurs de l’aviation et de l’énergie arrivent à mobiliser ces moyens additionnels : financiers, humains et matériels, et ce sans le faire aux dépens d’autres secteurs », pointe-t-elle. 

« Certes, dans le scénario 3, les émissions diminuent. Mais dans les trois scénarios, le budget carbone est dépassé », soulève quant à lui Loïc Bonifacio, co-pilote du rapport, membre d’Aéro Décarbo. « Dans le dernier scénario, les e-SAF arrivent trop tard. Ils se déploient massivement entre 2040 et 2050, alors qu’il faut arriver à baisser les émissions dès maintenant pour limiter le réchauffement climatique à 2°C », argumente-t-il. 

Pour respecter l’objectif climatique de l’Accord de Paris, le Shift Project et Aéro Décarbo concluent donc à un scénario de « décroissance légère » du trafic aérien d’environ -3 % par an. Cette décroissance doit avoir lieu « en même temps que les SAF se développent », pour permettre ensuite une reprise de la croissance du trafic aérien. En 2040, il pourrait retrouver le niveau actuel, soit environ 1 000 kilomètres par an et par personne, estiment les auteurs. 

« Ces hypothèses technologiques sont cependant très optimistes. Il s’agit des scénarios les plus ambitieux et les plus poussés », tempère Loïc Bonifacio. « De plus la croissance que nous évoquons est sans commune mesure avec les feuilles de route du secteur aérien, qui prévoit une augmentation de 150 à 200 % du trafic d’ici 2050-2055 », met-il en avant. 

Élisabeth Crépin-Leblond