Environnement le 30/03/2011

Ce texte s’inspire d’une conférence donnée par Pierre Sparaco le 24 mars 2011 au Palais de la Découverte, à Paris.

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La Commission européenne prend connaissance de rapports préparés par les administrations de l’aviation civile – en France, la DGAC – sur le processus de mise en place d’un programme de réduction des émissions de CO2.


C’est une opération tout à la fois complexe et ambitieuse. Il s’agit en effet d’insérer l’aviation commerciale dans un système d’échanges de quotas d’émissions. Les premières émissions seront gratuites et, au-delà d’un certain plafond, elles seront payantes. Les chiffres, abstraits, sans grande signification pour les profanes, sont à première vue inquiétants et annoncent de nouvelles difficultés pour les compagnies. Lesquelles se remettent lentement, au même moment, d’une récession grave et continuent de se heurter à des difficultés de tous ordres.


L’année dernière, ce fut la violente éruption du volcan islandais. Suivie de grèves à répétition puis du fameux « épisode neigeux ». Aujourd’hui, au Japon, tremblement de terre, tsunami, accident nucléaire, ont des répercussions qui touchent l’ensemble de l’industrie des transports aériens. Or, au même moment, en prenant en compte les seules compagnies membres de l’IATA, les excédents de quotas pourraient conduire d’entrée à une facture annuelle largement supérieure au milliard de dollars. Le prix de la tonne de CO2 serait fixé à 25 euros. Soit, pour fixer les idées, une douzaine d’euros à ajouter au prix du billet d’un Paris-New York, par exemple.


Cette approche purement comptable, entretenue par l’IATA, ses membres, d’autres groupements professionnels, n’est certainement par la meilleure manière d’aborder le sujet. Il convient en effet de casser une fois pour toute l’irrésistible ascension des émissions de CO2, dans un cadre mondial. Avec la volonté de concevoir une contre-attaque réaliste, pragmatique, qui s’inscrive dans le cadre de l’intérêt général. Et ce n’est pas une mince affaire !

Il suffit d’ailleurs, pour fixer les esprits, de mentionner un ordre de grandeur : sans même évoquer les géants que sont Delta Air Lines, Air France-KLM, le groupe Lutthansa, etc., une compagnie typique rejette chaque année dans l’atmosphère un million et demi de tonnes de CO2. C’est beaucoup, c’est trop. Mais encore …

En prenant un point de repère français – mais ici tout est international, mondial – le « Grenelle de l’Environnement » a repris à son compte des objectifs formulés au niveau de l’Europe. Nous n’en retiendrons que le plus important, la réduction de 50% du CO2 émis, théoriquement d’ici à 2020. Disons-le d’entrée, il est souhaitable de placer la barre très haut, encore s’agit-il d’envisager des objectifs susceptibles d’être tenus !


Dans un document officiel récent, il est notamment question « de mettre en service, à l’horizon 2020, des avions notablement plus performants que les générations actuelles ». Pour dire les choses avec simplicité et clarté, c’est tout simplement impossible. Une affirmation qui nécessite bien entendu une explication circonstanciée, laquelle va nous plonger au cœur du sujet.

Avant toute autre considération, technique, économique, opérationnelle, il convient de garder à l’esprit que le transport aérien est une industrie « lourde », complexe, caractérisée par une inertie considérable. Et qui ne connaît rien qui relève du court terme. Il s’agit d’un secteur en croissance très régulière (en oubliant les incidents ponctuels, conjoncturels, météorologiques, géopolitiques). Le trafic augmente en moyenne de 5 % par ans, ce qui revient à dire qu’il double tous les 15 ans.

C’est le bon moment pour citer un chiffre essentiel, à garder à l’esprit : cette année, à l’échelle du monde, les compagnies aériennes vont transporter deux milliards et demi de passagers. Elles jouent un rôle vital –le mot n’est pas exagéré- dans la bonne marche de l’économie mondiale, lui sont indispensables.

Force est de constater que le débat s’articule autour de constatation simples :

** les dimensions du transport aérien sont méconnues, sous-estimées ;

** il n’a, curieusement, bonne réputation auprès des politiques. Ceux-ci ignorentque les avions de transport sont responsables de 2,6 % seulement du CO2 émis par les activités humaines ;

** cette perception erronée est aggravée par l’ignorance des progrès techniques accomplis au fil des années.

Il faut prendre en compte ces chiffres : au niveau mondial, les transports, tous modes confondus, sont à l’origine de 17 % des émissions de CO2. Et, répétons-le, 2,6 % seulement sont imputables aux avions. Le transport maritime compte pour une fois et demie ce niveau et on n’en parle pas…

Les compagnies aériennes n’ont pas attendu l’actuelle prise de conscience de responsabilités environnementales pour chercher à réduire leurs émissions de CO2. Cela bien qu’elles aient contribué de longue date à ce mouvement …sans le savoir. C’est une évidence qu’il convient de rappeler : fortement handicapées par le coût élevé du carburant, depuis le premier choc pétrolier de 1973, elles cherchent par tous les moyens à réduire la consommation de leurs avions. Or les émissions de CO2 sont directement proportionnelles à ladite consommation… Les intérêts économiques et environnementaux sont, de ce fait, étroitement liés.

Reste le constat que les compagnies dépendent en très grande partie des progrès techniques que proposent avionneurs et motoristes, lesquels sont désespérément en quête de ce qu’ils appellent une « rupture technologique ». C'est-à-dire l’une ou l’autre innovation majeure qui permettrait de réduire significativement la consommation. Faute d’une telle avancée, les moteurs sont « peaufinés », la formule dite de l’open rotor vient de faire son apparition. Parallèlement, de nouveaux progrès sont obtenus en matière de concepts aérodynamiques.

Les résultats sont loin d’être négligeable. On peut estimer que la consommation de carburant des types de moteurs les plus récents diminue en moyenne d’un p.c. par an. Soit 10 % en 10 ans. On le remarque peu dans la mesure où des moteurs largement répandus, par exemple le CFM56 de Snecma et General Electric, se déclinent en versions et sous-versions successives, sont constamment améliorés mais n’en conservent pas moins la même appellation.







Il en va de même pour les avions. Les court/moyen-courriers A320 et 737, dont le modèle originel remonte désormais à 30 ou 40 ans, ont bénéficié d’améliorations aérodynamiques de grande importance. De ce fait, leur traînée a pu être réduite et la consommation diminuée d’autant.

Un exemple d’actualité : Boeing affirme que la consommation du 737-800, son best-seller, grâce à de nouvelles « retouches », affiche depuis peu une réduction de 5 %. Et un nouveau progrès de 2 % est annoncé dans le court terme.

Autre exemple dont il est beaucoup question depuis le début de cette année, Airbus a décidé de proposer une nouvelle version de l’A320 dotée de moteurs de « nouvelle génération ». C’est l’A320 NEO, New Engine Offer, livrable à partir de 2016, équipé, pour être précis, de CFM Leap-X ou de Pratt & Whitney PW1000G. Le constructeur européen affirme que le « NEO » affichera une consommation de carburant réduite de 15 %. Et, automatiquement, il en ira donc de même pour les émissions de CO2.

Ce ne sont plus tout à fait des progrès distillés à doses homéopathiques mais de véritables avancées.

Les perspectives techniques prometteuses ne sont pas limitées aux « gros » avions. D’où l’intérêt d’une mention des avions régionaux, d’une capacité de moins de 100 places, conçus pour desservir des lignes courtes. Ce segment du marché a été dominé de manière croissante par de petits jets mais, aujourd’hui, on assiste à un net regain d’intérêt pour les biturbopropulseurs. C’est-à-dire, en langage commun, par …des avions à hélices.



Il s’agit de contrer une perception fausse de ce constat. Un avion à hélices est à la pointe du progrès, encore s’agit-il de le faire savoir. Là encore, la parole est aux chiffres, que nous empruntons, à titre d’exemple, au constructeur franco-italien ATR.

Sur une ligne régionale typique, Paris-Aurillac, un ATR 72 à 70 places consomme 870 kg de kérosène alors qu’un biréacteur de même capacité en consomme 1 600 kg. Pour une petite flotte de 10 avions, en un an, l’économie équivaut à 13 900 tonnes de carburant et à 43 552 tonnes de CO2.



Exprimons cela en termes plus accessibles, plus communs. Un ATR 72 consomme 2,9 litres de carburant par siège aux 100 km. A comparer à 4 à 5 litres pour les jets.

C’est le moment d’évoquer l’inertie considérable – et inévitable – qui caractérise le transport aérien. Une inertie qui est liée à la durée de vie industrielle et opérationnelle des avions modernes.

Prenons l’exemple de l’A320. Le programme a été lancé en 1984 (il y a donc 27 ans) et les livraisons ont commencé en 1984. D’entrée, il a été proposé avec deux types de moteurs, le CFM56 franco-américain (qui équipe aussi le Boeing 737) et le V2500 développé par un consortium international dans lequel on retrouve notamment Pratt & Whitney et Rolls-Royce. Plus de 6 000 A320 ont été vendus, un succès sans précédent.

Depuis 1988, l’A320 a été considérablement amélioré et continue de l’être grâce à des investissements de 100 millions d’euros par an, alors, rappelons-le, qu’il s’agit d’un appareil conçu à partir de 1984.
Aujourd’hui, son avenir est relancé grâce au NEO.
Calcul simple : si le NEO est produit pendant 15 ans (un minimum) jusqu’à l’arrivée d’un successeur, les derniers exemplaires en seront livrés en 2030. Ces avions là devant en toute logique être utilisés pendant un minimum de 20 ans, ils seront donc déclassés et « déconstruits » vers 2045. Soit près de 70 ans après le démarrage du programme A320 !


De nombreux autres exemples confirment ce constat étonnant. Le 737, concurrent direct de l’A320, est encore plus « vieux ». Quant au Boeing 747, il a été lancé il y a 45 ans et une nouvelle version à fuselage allongé, baptisée 747-8, a effectué son premier vol le 20 mars. C’est donc un programme dont la vie atteindra ou dépassera les 70 ans…


On l’a compris, l’unité de compte est la décennie, voire le demi-siècle et il n’est pratiquement pas envisageable de refaire, de restructurer, de reconstruire le transport aérien en quelques années. Et cela quelles que soient les bonnes raisons de le faire, à commencer par l’impérieuse nécessité d’accélérer la protection de l’environnement. L’inertie est réelle, évidemment involontaire et ne peut pas être effacée.

Nous voici à l’essentiel. Les progrès techniques sont incessants et bien réels, ils sont appliqués aux avions en production sans attendre l’apparition de nouveaux modèles. Ce qui revient à dire que, toutes autres choses restant égales, les émissions de CO2 tendent à diminuer à trafic égal. Et c’est bien là que le bât blesse, qu’apparaît un problème crucial. Nous l’avons dit, le trafic aérien progresse d’environ 5 % par an, c’est-à-dire nettement plus vite que ne diminuent les émissions de CO2. Pour l’instant, ce différentiel est imparable. C’est un véritable casse-tête.

Bien sûr, sont en question moins de 3 % des émissions totales de CO2 à l’échelle de la planète, toutes activités confondues. Mais la perception du transport aérien auprès des politiques, et d’une partie de l’opinion publique, n’est pas favorable – c’est le moins que l’on puisse dire – du transport aérien. Sans doute continue-t-on à l’associer à une notion de luxe, de privilèges, ce qui n’a évidemment pas de sens. Il suffit d’ailleurs d’évoquer l’essor spectaculaire des compagnies low cost pour écarter de tels propos.

Le rôle économique incontournable, irremplaçable de l’avion a pris des proportions telles que le débat devient difficile, voire impossible. Et, à tout moment il est relancé, par exemple en Chine. L’aviation commerciale y joue un rôle vital dans son essor économique au point, par exemple, qu’une bonne soixantaine d’aéroports sont actuellement en construction pour recevoir les milliers d’avions supplémentaires que vont mettre en service les compagnies chinoises.

L’envolée du prix du pétrole –plus de 130 dollars le baril - pourrait-elle freiner cet essor ? Sans doute pas. En revanche, il pourrait en résulter une accélération des travaux en matière de solutions nouvelles. Il est déjà beaucoup question de carburants de substitution, mais sans qu’apparaissent pour autant des formules économiques répondant à toutes les exigences du transport aérien.
Mais, à tort ou à raison, le sentiment le plus répandu est celui d’un manque d’empressement. Fondé ou pas ? Les pistes explorées sont nombreuses, certaines étant rarement mentionnées alors qu’elles sont théoriquement prometteuses.

Une piste mérite une mention particulière, celle du pétrole artificiel « Fischer-Tropsh », du nom des inventaires de la formule …dans les années trente. Il n’émet pas de CO2.
Cette méthode a fait ses preuves, sur relativement grande échelle, à la fin de la Seconde Guerre mondiale, en permettant d’alimenter la Luftwaffe.







Sans essence « FP », ses avions auraient été cloués au sol, faute de carburant. Les experts nous disent que ce procédé n’a rien perdu de son intérêt, qu’il a été utilisé par l’Afrique du Sud du temps de l’embargo qui l’a frappée et fait partie des voies explorées par le Pentagone. Le « FT » a économiquement un sens si le prix du pétrole naturel dépasse les 100 dollars le baril. Nous y sommes ! Et sans doute de manière durable.

Pour des raisons qui sont davantage politiques qu’économiques, le Pentagone estime qu’il ne peut pas tolérer davantage une situation de dépendance pétrolière des pays du Golfe. D’où sa ferme volonté d’innover et, dans moins de 10 ans, de diminuer de moitié ses approvisionnements traditionnels. Ce qui pourrait nous conduire à une situation inattendue, à savoir une avancée importante, d’origine militaire, dont le transport aérien serait le premier à bénéficier dans le monde civil. C’est un dossier à suivre attentivement.

On l’a compris, rien ne peut évoluer vite. Ce n’est sans doute pas avant la fin du siècle que les flottes civiles mondiales seront dotées, en majorité, d’avions de nouvelle génération tendant vers le but ultime qui tient en une formule, « zéro CO2 ». D’ici là, des progrès seront obtenus. Mais suffiront-ils à maintenir les émissions dans des limites tolérables ? Ne peut-on rien faire à court terme ? Tout de suite ?


Il existe un embryon de réponse. Ici, c’est une autre forme d’inertie qu’il convient de dénoncer. La prise de conscience environnementale apparaît décidément bien lentement. Voici quelques idées qui sont régulièrement évoquées pour diminuer la consommation et, de ce fait, les quantités de CO2 rejetées dans l’atmosphère :

** diminuer la durée du roulement au sol des avions. Une proposition concrète : ne procéder à la mise en marche des moteurs au dernier moment avant le décollage, des tracteurs se chargeant de les conduire à proximité de la piste. Les avions roulent jusqu’à une heure et demie par jour. Pour les quadriréacteurs, après l’atterrissage, arrêter immédiatement deux moteurs ;
** réduire au minimum l’utilisation de l’APU, auxiliary power unit, unité auxiliaire de puissance, petit turboréacteur utilisé au sol pour faire fonctionner, notamment, la climatisation de la cabine ;

** en vol de croisière, réduire légèrement la vitesse. Sur un Paris-New York, la consommation peut ainsi être réduite de 7,5 %, soit 3 300 kg de kérosène. Cette méthode a été appliquée en 1973, après le premier choc pétrolier, puis a été oubliée ;

** modifier les procédures de contrôle du transport aérien, notamment en permettant des descentes continues, et non plus par palliers, vers l’aéroport de destination. Cela en réinventant …la ligne droite ;

** ensuite, limiter et retarder le braquage des volets pour diminuer la traînée et, à l’atterrissage, se contenter d’usage modéré des inverseurs de poussée pour compléter l’usage des freins.

Ces sources d’économies de carburant sont prises en compte par un certain nombre de compagnies. Chez Air France, elles sont maintenant inscrites dans les manuels de vol, les pilotes y sont sensibilisés dès leur formation. Leur prise de conscience est « très forte ».

Jean-Cyril Spinetta, président d’Air France-KLM, a déclaré en 2008 : « Air France-KLM veut devenir exemplaire dans le développement durable ». En 10 ans, la compagnie a réduit ses émissions de CO2 par passager de 20 %.

Un élément purement commercial entre en ligne de compte : si le coefficient d’occupation des vols est élevé, il faut évidemment moins de vols, moins de carburant, moins de CO2 pour transporter un nombre donné de voyageurs. Là encore, les intérêts économiques et environnementaux se confondent.

Retour aux avions (et moteurs) du futur. Pour les cellules, des gains de masse importants sont attendus de la généralisation des matériaux composites. Et, de manière plus large, d’une prise de conscience de la part des bureaux d’études de l’intérêt de réduire la masse à vide des avions.
Cela, au-delà de la structure à proprement parler, en ne négligeant pas un seul détail. Cette chasse aux gaspis d’un genre nouveau touche, par exemple, les armoires et autres éléments de commissariat à bord, les palettes et conteneurs de fret, les sièges, les systèmes de distraction. La documentation technique à disposition des pilotes dans le cockpit, informatisée de bout en bout, pèse dorénavant 2 kg, à comparer à 45 kg de papier.

Les avions du futur, notamment les A350, 787, 737NG, 747-8, A30X, C919, etc., actuellement en gestation, dont l’entrée en service se situera entre 2012 et 2020/2025, ne ressembleront qu’en apparence à ceux actuellement en service. Mais ils permettront des progrès importants. Reste à attendre la rupture technologique tant espérée…

P.S.

• Les drones ont enfin leur moteur, le 27/06/2011
• L’Arado 96 du Pic du Ger , le 20/05/2011
• Airbus-Boeing : la fin du duopole, le 18/04/2011
• Espace, le 07/09/2010

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